¿Podría el cóndor de California 'nacimiento virginal' rescatar la especie?

2021-11-05
Un cóndor de California (Gymnogyps californianus) que vive en estado salvaje en Arizona. Imágenes de educación / Grupo de imágenes universales / Getty Images

El nacimiento virginal, que implica el desarrollo de un óvulo sin fertilizar, ha preocupado a los humanos durante eones. Y aunque no puede suceder en mamíferos , parece ser posible en otros animales con columna vertebral (vertebrados), como aves y lagartijas .

Un artículo reciente dirigido por investigadores del zoológico de San Diego informa que dos polluelos machos huérfanos se criaron en un programa para salvar al cóndor de California de la extinción . ¿Podría la especie ser restaurada por una sola hembra sobreviviente?

La reproducción sexual es fundamental en todos los vertebrados. Normalmente se requiere que un óvulo de una hembra sea fertilizado por un espermatozoide de un macho, por lo que cada padre aporta una copia del genoma.

La violación de esta regla, en el caso de los polluelos de cóndor sin padre, nos dice mucho sobre por qué la reproducción sexual es una estrategia biológica tan buena, así como sobre cómo funciona el sexo en todos los animales, incluidos los humanos.

Cómo se identificaron los polluelos huérfanos

El magnífico cóndor de California, un tipo de buitre, es el ave voladora más grande de América del Norte. En 1982, la especie se redujo a una población de solo 22 individuos , lo que provocó un ambicioso programa de cría en cautiverio dirigido por el zoológico de San Diego, que ha visto cómo el número comienza a crecer.

Con tan pocas aves, el equipo tuvo que tener cuidado de no elegir padres que estuvieran estrechamente relacionados, ya que la falta de variación genética produciría una descendencia menos vigorosa y aceleraría el deslizamiento hacia la extinción.

Los investigadores llevaron a cabo un estudio genético detallado de las aves para evitar esto, utilizando marcadores de ADN que eran específicos para los cóndores y que variaban entre las aves individuales. Recolectaron plumas, sangre y cáscaras de huevo de casi 1,000 aves durante 30 años.

Al analizar estos datos, establecieron el parentesco, confirmando que la mitad de los marcadores de ADN en cada polluelo provenían de una hembra y la otra mitad de un macho, como era de esperar. Continuaron siguiendo el destino de cientos de polluelos criados en cautiverio en la colonia y luego de liberarlos en la naturaleza.

Pero había algo inusual en dos polluelos machos, como se detalla en el artículo reciente. Estos polluelos, que nacieron varios años aparte de los huevos puestos por diferentes hembras, tenían marcadores de ADN que provenían todos de la madre. No había rastro de marcadores del macho con el que la habían emparejado.

Nacimiento virginal

El desarrollo de huevos no fertilizados se llama "partenogénesis" (de las palabras griegas que literalmente significan "creación virgen"). Es bastante común en insectos y otros invertebrados como pulgones y estrellas de mar, y puede lograrse mediante varios mecanismos diferentes. Pero es muy raro en vertebrados .

Ha habido informes de partenogénesis en peces y reptiles alojados sin machos. En Tennessee, una hembra de dragón de Komodo solitaria, mantenida en cautiverio durante muchos años, abandonó la búsqueda de una pareja y produjo tres crías viables por su cuenta. También lo hicieron una pitón hembra y una boa , aunque todas estas crías partenógenas murieron temprano.

Un cóndor de California vuela a lo largo de la costa del Océano Pacífico en Big Sur, California. Actualmente hay alrededor de 500 cóndores vivos en el mundo.

Sin embargo, algunos lagartos han adoptado la partenogénesis como forma de vida. Hay especies solo para hembras en Australia y los EE. UU. En las que las hembras ponen huevos que solo llevan combinaciones de sus propios genes.

La partenogénesis también ocurre en pollos domésticos y pavos criados en ausencia de un macho, pero el embrión generalmente muere. Hay solo unos pocos informes de pavos machos huérfanos que llegaron a la edad adulta, y solo uno o dos que produjeron esperma.

¿Cómo sucede?

En las aves, la partenogénesis siempre resulta de un óvulo que lleva una sola copia del genoma (haploide). Los huevos se producen en el ovario de una hembra mediante un tipo especial de división celular llamada meiosis, que mezcla el genoma y también reduce a la mitad el número de cromosomas. Los espermatozoides se producen mediante el mismo proceso en los testículos de un hombre.

Normalmente, un óvulo y un espermatozoide se fusionan (fertilización), incorporando los genomas de ambos padres y restaurando el número habitual (diploide) de cromosomas.

Pero en la partenogénesis, el óvulo no se fertiliza. En cambio, logra un estado diploide al fusionarse con otra célula de la misma división, que normalmente se descarta, o al replicar su genoma sin que la célula se divida.

Entonces, en lugar de obtener un genoma de la madre y otro diferente del padre, el óvulo resultante solo tiene un subconjunto de los genes de la madre en una dosis doble.

Los pájaros sin padre siempre serán machos

Los cóndores, al igual que otras aves, determinan el sexo mediante los cromosomas sexuales Z y W. Estos funcionan de manera opuesta al sistema humano XX (femenino) y XY (masculino), en el que el gen SRY en el cromosoma Y determina la masculinidad .

Sin embargo, en las aves, los machos son ZZ y las hembras son ZW. El sexo está determinado por la dosis de un gen (DMRT1) en el cromosoma Z. La combinación ZZ tiene dos copias del gen DMRT1 y produce un macho, mientras que la combinación ZW tiene solo una copia y forma una hembra.

Los óvulos haploides reciben una Z o una W de la madre ZW. Por tanto, sus derivados diploides serán ZZ (macho normal) o WW (muerto). La razón por la que los embriones WW no pueden desarrollarse es porque el cromosoma W apenas contiene genes, mientras que el cromosoma Z tiene 900 genes que son vitales para el desarrollo.

Por lo tanto, los polluelos huérfanos deben ser machos ZZ, como se observó.

Por qué fracasa el nacimiento virginal

¿Es posible que una especie de ave en peligro de extinción como el cóndor pueda resucitar de una sola hembra sobreviviente, al incubar un polluelo macho huérfano y criar con él?

Bueno, no del todo. Resulta que a los partenógenos (animales sin padre) no les va tan bien. Ninguno de los dos cóndores huérfanos tuvo descendencia propia. Uno murió antes de alcanzar la madurez sexual y el otro era débil y sumiso, lo que lo convierte en una mala perspectiva para la paternidad.

En pollos y pavos, la partenogénesis produce embriones muertos o crías débiles. Incluso las especies de lagartos solo para hembras, aunque parecen robustas, son generalmente el producto de una combinación reciente de dos especies que arruinó la meiosis y no les dejó otra opción. Estas especies no parecen durar mucho.

¿Por qué los partenógenos funcionan tan mal? La respuesta va al núcleo de una cuestión biológica fundamental. Es decir: ¿Por qué tenemos relaciones sexuales? Uno pensaría que sería más eficiente que el genoma de la madre se transmitiera simplemente a su descendencia clonal sin preocuparse por la meiosis.

La variación es clave

Pero la evidencia dice que no es saludable tener un genoma que consista enteramente en los genes de la madre. La variación genética es de suma importancia para la salud de un individuo y su especie. Es vital mezclar las variantes genéticas de padres masculinos y femeninos.

En la descendencia diploide con dos genomas parentales, las buenas variantes pueden cubrir a los mutantes. Los individuos que heredan genes solo de la madre pueden tener dos copias de un gen mutante materno que los debilita, sin una versión saludable de un padre masculino para compensar.

La variación también ayuda a proteger a las poblaciones de virus, bacterias y parásitos mortales. La meiosis y la fertilización proporcionan muchos reordenamientos de diferentes variantes de genes, que pueden desconcertar a los patógenos. Sin esta protección adicional, los patógenos podrían volverse locos en una población de clones, y una población genéticamente similar no contendría animales resistentes.

Por lo tanto, es poco probable que la capacidad de las hembras de cóndores para incubar polluelos sin un padre salve a la especie. En el lado positivo, los esfuerzos humanos ahora han llevado a cientos de mujeres, y hombres, a volar por los cielos de California.

Jenny Graves es la distinguida profesora de genética y vicecanciller de la Universidad La Trobe en Melbourne, Australia.

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Puedes encontrar el artículo original aquí.

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