background-image: url(/images/sexual/xxxy.jpg) background-size: cover class: center bottom intro # Reproducción sexual --- # No siempre hubo sexos A lo largo de la historia de la vida en el planeta se han ido desarrollando diferentes formas de vida, que se resumen brevemente en lo que se conoce como los Reinos de la Naturaleza. Esos reinos no aparecieron simultáneamente, sino que son fruto de la evolución, siendo los más antiguos *Archea* y *Bacteria* <figure><img src="/images/sexual/reinos.png" width="50%"></figure> --- # La reproducción es la clave de la vida Lo que realmente dio a la vida el impulso para permanecer no fue la capacidad de que varias macromoléculas pudieran autoensamblarse para formar un organismo, sino que ese organismo encontrara un mecanismo para autoperpetuarse y reproducirse, dando lugar a la colonización del medio ambiente. --- # Reproducción asexual Reproducirse es sencillo para Archeas y Bacterias, ya que su material genético está compuesto por un solo cromosoma. El método es tan efectivo que se sigue utilizando en la actualidad, es decir, las bacterias siguen reproduciéndose únicamente de forma asexual. <figure><img src="/images/sexual/procariota.jpg" width="60%"></figure> --- # Preservar el material genético Como el material genético es el director de todas las funciones que ocurren en un organismo, la reproducción pasa forzosamente por adquirir la capacidad de duplicar ese material genético. <figure><img src="/images/sexual/replicacion-cromosoma-bacteriano.jpg" with="75%"></figure> --- # Fisión Con esa capacidad el siguiente paso es tan sencillo como partirse, asegurando que una copia del material genético va a cada una de las partes. <figure><img src="/images/sexual/fision-bacteria.jpg" width="85%"></figure> Este sistema genera clones de células ya que las dos células son idénticas genéticamente. --- # Reproducción asexual Este fue un modo eficiente de aumentar en número, pero como los nuevos organismos son clones de los antiguos no ayuda a incrementar la variedad. Los genes podían mutar espontáneamente a lo largo del tiempo, pero no existía un mecanismo rápido y efectivo para generar combinaciones diversas de genes útiles. Además, la aparición de una mutación ventajosa implicaba necesariamente la desaparición de los individuos que no la portaban. --- # Comienzos de la reproducción sexual La reproducción sexual apareció hace, al menos, 1200 millones de años, mucho antes de que apareciera la primera forma de vida multicelular en la Tierra. Pero no lo hizo hasta que apareció un nuevo tipo de célula: la célula eucariota. --- # La célula eucariota La reproducción sexual es exclusiva de las células de tipo eucariota, que son las que forman los organismos de los reinos *Protozoa*, *Chromista*, *Fungi*, *Animalia* y *Plantae*. <figure><img src="/images/sexual/reinos.png" width="50%"></figure> --- # Aparición de la célula eucariota El material genético de las células eucariotas es más complicado que el de las procariotas. Está repartido en varios cromosomas y estos se ubican dentro de un núcleo formado por membranas. <figure><img src="/images/sexual/profase.jpg" width="50%"></figure> --- # Diploidía Por si fuera poco, en algún momento de la evolución, se produjo la fusión de dos organismos eucariotas, de forma que el número de cromosomas se duplicó. La nueva célula tendría dos copias de cada cromosoma. <figure><img src="/images/sexual/cariotipo.jpg" width="45%"></figure> --- # Canibalismo genético No esta claro como pudo ocurrir. Hay hipóteis de que pudo comenzar cuando una primtiva célula haploide se comió a otra pero, en vez de digerirla por completo, incorporó accidentalmente el ADN de la presa al suyo propio. Algo, que de algún modo podría parecerse a lo que hoy en día ocurre cuando se fusionan el óvulo y el espermatozoide. <figure><img src="/images/sexual/fecundacion.jpg" width="65%"></figure> --- # Ventajas e inconvenientes Aunque así es más difícil asegurar el reparto del material genético entre los descendientes las ventajas de tener una copia de repuesto en caso de que un gen se estropeara compensa el esfuerzo extra de la duplicación. --- # Infección sexual Una teoría alternativa es que el sexo pudo iniciarse como una especie de infección. Los virus inyectan su material genético en la célula huésped y *secuestran* la maquinaria celular para generar copias de sí mismos. Pero algunos virus pueden transportar también genes de un antiguo organismo huésped. Eso podría haber funcionado como una forma primitiva de compartir esperma. --- # Meiosis La posibilidad de remezclar esa información genética en busca de mejoras para el individuo y la aparición de los organismos pluricelulares se ven facilitadas por la un sistema de división nuevo, la meiosis, que permiten aumentar la variabilidad de la descendencia. <figure><img src="/images/sexual/fases-de-meiosis.jpg" width="95%"></figure> --- # Seres pluricelulares Con la aparición de los seres pluricelulares el mecanismo se va refinando hasta dar lugar a la aparición de células reproductivas especializadas: los gametos. Estas células, al unirse mediante un proceso denominado fecundación, dan lugar por divisiones sucesivas a un nuevo individuo. --- # Aparición del sexo Es común pensa que el sexo está determinado por la presencia o no de un cromosoma Y en el par de cromosomas sexuales. Pero hasta hace unos 300 millones de años la cosa no era así. Hasta entonces, que un individuo actuara como macho o hembra estaba determinado por causas ambientales como la temperatura. Desde el punto de vista biológico hembra es el individuo que aporta el gameto de mayor tamaño mientras que macho es el que aporta el gameto menor. <figure><img src="/images/sexual/esperma-ovulo.jpg" width="55%"></figure> --- # Aparición del sexo génico Hace unos 300 millones de años, en un grupo de grandes reptiles que originaría posteriormente a los mamíferos, apareció una mutación en un gen de una pareja de cromosomas homólogos, el que se corresponde con el actual gen **SRY**, que provoca la primera distinción genética del sexo. Los individuos que heredaban ese gen actuaban como machos, independientemente de las condiciones ambientales. <figure><img src="/images/sexual/sry.jpg" width="60%"></figure> --- # Aparición del sexo cromosómico Poco después ocurrió un fenómeno en uno de los cromosomas de esa pareja de homólogos. Una inversión en la región en la que se localizaba el gen SRY ancestral provocó que no pudiera recombinarse con la copia del otro cromosoma, naciendo así lo que se conoce como par de cromosomas sexuales. El gen con la inversión de SRY empezaría a convertirse en el cromosoma Y. <figure><img src="/images/sexual/inversion.jpg" width="30%"></figure> --- # Aparición del sexo Así, en esos premamíferos, si uno de los gametos que originaban al nuevo individuo portaba el cromosoma Y se activaba su *masculinidad*, de forma que el sexo del individuo estába determinada por su composición cromosómica. Y ya se habla de sexo heterogamético para referirse al masculino y homogamético para el femenino. --- # Aparición del sexo A lo largo de la evolución, el cromosoma Y ha ido reduciéndose, hasta ser bastante diferente de su homólogo X. Eso ha permitido refinar su funcionamiento para moldear lo que significa la *masculinidad* desde el punto de vista de la genética, es decir, la capacidad desarrollar las estructuras que permiten producir esperma y fecundar los óvulos de la hembra de la especie. <figure><img src="/images/sexual/cariotipo.jpg" width="40%"></figure> --- # Aparición del sexo El sistema de determinación cromosómica del sexo es un caso curioso de como trabaja la naturaleza, ya que en el caso de las aves, que también descienden de los grandes reptiles, los individuos machos son ZZ y los hembras ZW Pero en muchos insectos solo existe el cromosoma sexual X y los individuos XX son hembras y los X0 machos. Incluso el sexo puede deberse a que el individuo es diploide o haploide, como ocurre en la partenogénesis. <figure><img src="/images/sexual/sex-determination.jpg" width="40%"></figure> --- # El coste de la reproducción sexual Objetivamente, la reproducción sexual presenta varias desventajas. Por ejemplo, en una población que se reproduce de forma asexual, cada individuo es capaz de generar otro individuo mientras que en el caso de la reproducción sexual los individuos que se comportan como machos no producen descendientes, por lo que solo la mitad de la población es capaz de reproducirse. <figure><img src="/images/sexual/sexual-vs-asexual.jpg" width="50%"></figure> --- # El coste de la reproducción sexual Por otra parte, mediante la reproducción sexual no es posible asegurar que los genes del progenitor se perpetuen en la descendencia, ya que la combinación de material genético puede resultar en que una determinada copia de un gen, no llegue nunca a los descendientes. --- # El coste de la reproducción sexual Además, en el caso de la reproducción sexual es necesario gastar energía en la búsqueda de *pareja* y si la especie presenta dimorfismo sexual puede ocurrir que la supervivencia del que actúa como macho esté amenazada. <figure><img src="/images/sexual/dimorfismo-pavo-real.jpg" width="70%"></figure> --- background-image: url(/images/sexual/reina-roja.jpg) background-size: cover class: center middle intro # Hipótesis de la Reina Roja --- # Hipótesis de la Reina Roja Varios evolucionistas han encontrado una posible solución en lo que se conoce como la hipótesis de la Reina Roja, nombre que toma del personaje de la Reina Roja del libro *Alicia a través del espejo*. En ese reino, para mantenerse en el mismo sitio hay que correr todo lo que uno puede. <figure><img src="/images/sexual/cinta-estatica.jpg" width="60%"></figure> --- # Hipótesis de la Reina Roja La idea es que las especies compiten entre sí tanto a nivel de población como de individuo, de forma que tienen que evolucionar de forma rápida para poder mantener el equilibrio entre ellas (*statu quo*). Esta sería la base para explicar las *carreras armamentísticas* entre depredador y presa o parásitos y huéspedes --- # Hipótesis de la Reina Roja En el caso de los parásitos, si una especie parásita fuera capaz de comprometer la supervivencia de una especie huésped asexual, probablemente acabaría con ella. Pero si el huésped tiene reproducción sexual, en cada nueva generación existirá, probablemente, una combinación genética capaz de producir resistencia o, al menos, tolerancia al parásito. --- # Hipótesis de la Reina Roja Esta hipótesis fue puesta a prueba utilizando al nematodo *C. elegans* y uno de sus parásitos naturales. *C. elegans* es capaz de reproducirse de forma sexual o asexual. Cuando no está expuesto a parásitos la reproducción es principalmente asexual (80%), pero si se expone a ellos las proporciones varían, siendo prioritaria la reproducción sexual. <figure><img src="/images/sexual/c-elegans-y-parasito.jpg" width="80%"></figure> --- # Hipótesis de la Reina Roja La conclusión de esta hipótesis es que aunque contar con un sexo que no participa directamente en el desarrollo y crianza de nuevos individuos puede parecer un gasto energéticamente costoso, la reproducción sexual permite escapar a situaciones en las que la especie podría extinguirse. Es decir, aunque los machos no sean especialmente útiles para conseguir un aumento de la población aportan salud a la especie.