Batalla por los óvulos (Tercera parte)

Como se mencionó anteriormente, la existencia de grandes cantidades de espermatozoides y de relativamente pocos óvulos, genera una competencia entre los machos por el acceso a las hembras y a sus valiosos óvulos para ser quien los fecunde. Dependiendo del momento en que se lleve a cabo, puede ser una competencia precopulatoria o una competencia postcopulatoria. 

Como su nombre lo indica, la competencia precopulatoria se presenta antes de la cópula. Ya se mencionaron algunos ejemplos de cómo se lleva a cabo esta competencia, puede ser cuando el macho despliega plumas grandes y coloridas, tiene adornos más grandes o simplemente es el que gana la pelea a sus rivales. Para ilustrar este tipo de competencia se puede recurrir a un ejemplo contrario, tal es el caso del pingüino emperador. En esta especie se forman parejas durante el periodo reproductivo, si bien, las parejas se van a separar una vez que las crías son independientes, tanto el macho como la hembra permanecen juntos mientras el huevo eclosiona y la cría no puede valerse por ella misma. La peculiaridad de esta especie es que hay más hembras que machos, por lo tanto son ellas quienes tienen que competir por conseguir al macho, por supuesto, esta pelea tiene sus momentos violentos. Pero una vez formada la pareja, no se van a separar hasta que termine la temporada de crianza.

Sin embargo, desde mi punto de vista, las estrategias postcopulatorias resultan más interesantes. Algunas de esas estrategias consisten en que, una vez depositados los espermatozoides, se evite a toda costa que otro macho también pueda depositarlos y así generar una competencia entre gametos en el interior del útero. Los perros constituyen un ejemplo de este tipo de estrategia ya que el macho posee una estructura que se inflama después de la cópula y evita que el pene sea retirado, de esta forma, impide que otro macho pueda penetrar a la hembra mientras que sus espermatozoides recorren el tracto reproductivo.

Otra estrategia similar pero más dramática se presenta en la especie de arañas conocida como viuda negra. En esta especie los machos son más pequeños que las hembras y una vez que terminan de depositar sus espermatozoides se lanza a las fauces de la hembra para que lo devore, de esta forma la hembra no aceptará a un nuevo macho y los espermatozoides del primero tendrán vía libre para llegar a los óvulos.

Tal vez una de las estrategias más interesante se puede observar en los chimpancés y sus enormes testículos... me explico. Los chimpancés están emparentados filogenéticamente con los gorilas, lo que quiere decir que son muy parecidos. Sin embargo, los gorilas son más grandes físicamente que los chimpancés, sin embargo, estos últimos tienen los testículos más grandes que los primeros. Esto es fácil de explicar porque los gorilas dominan con la fuerza física a las hembras y a los machos competidores, por eso, cuando el macho dominante copula con una de sus hembras puede estar seguro de que la cría le pertenece, con pocos espermatozoides asegura su descendencia. Sin embargo. Los chimpancés son más promiscuos y los machos tienen que producir muchos espermatozoides para asegurarse de que son los suyos y no los de otros quienes fertilizan a los óvulos.

También es interesante pensar que los humanos no estamos exentos de la batalla por los óvulos. La especie humana es el resultado de millones de años de evolución, por lo tanto, no escapa de la acción de la naturaleza. Casi todas y cada una de nuestras acciones, conscientes o inconscientes, tienen que ver con la selección sexual y la batalla por los óvulos.

Batalla por los óvulos (Segunda parte)

Como ya se mencionó anteriormente, la ventaja más importente de la reproducción sexual por encima de la reproducción asexual es la generación de variabilidad y esa variabilidad proporciona a los organismos elementos para adaptarse frente a los cambios en el ambiente. En el caso de los animales fue necesaria la aparición de células sexuales especializadas llamadas gametos. Salvo en casos muy particulares estos gametos sólo contienen la mitad del material genético del organismo que los originó, de esta forma, al combinarse con otro gameto se combina el material genético y se complementa, reestableciendose la cantidad original de ADN.

Probablemente los primeros gametos eran iguales, es decir, no existían diferencias entre gametos masculinos y gametos femeninos, a esta condición se le conoce como isogamia, palabra que significa "gametos iguales". En la actualidad sólo algunos organismos presentan isogamia, como el caso de las algas del género Ulva, mejor conocidas como lechuga de mar.

¿Por qué los gametos comenzaron a diferenciarse unos de otros hasta convertirse en óvulos y espermatozoides? Es una pregunta difícil de contestar, como muchas de las preguntas planteadas al inicio de esta serie. Probablemente los gametos iguales eran arrojados al agua y para poder unirse era necesario que se encontraran en la inmensidad del océano, tal y como sucede con algunas especies de coral que al momento de desovar tanto los machos como las hembras liberan al mar sus gametos. Probablemente algunos organismos comenzaron a producir gametos más pequeños y móviles, de tal forma que buscaban activamente a los gametos de su propia especie. Probablemente y debido al éxito de a nueva estrategia, ese ancestro que desarrollo espermatozoides móviles dio origen a la mayoría de especies animales actuales, o por lo menos a la mayoría. A esta nueva estrategia se le conoce como anisogamia. 

Una vez que los machos comenzaron a producir espermatozoides también comenzó la batalla. ¿existen algunos espermatozoides que tienen prioridad sobre los de otro congénere? ¿Pueden las hembras seleccionar a los espermatozoides con los que se van a unir? En términos generales los espermatozoides son baratos de producir, son pequeños y los machos constantemente están produciendo espermatozoides todo el día, todos los días; o por lo menos mientras dura su vida reproductivamente activa. Por el contrario, los óvulos requieren de mayores cantidades de energía y tiempo para su producción, por lo que en muchas especies animales, los óvulos tienden a escasear.

Esta disparidad en la producción de espermatozoides y óvulos plantea un problema muy serio para los machos ¿cómo asegurarse que los propios espermatozoides sena los que fecunden a los óvulos? El problema es similar al de un comerciante que ofrece algún producto y tiene demasiados competidores que venden exactamente el mismo producto, si no hay suficientes compradores el negocio no va a prosperar. De esta forma, el comerciante tiene que competir, ya sea bajando sus precios, atendiendo de forma más amable o bajando el precio de sus productos. De una forma parecida, los machos también compiten entre ellos para poder tener acceso a las hembras y reproducirse. 

Las competencias entre los machos de cada especie pueden ser muy diversas, por ejemplo, los machos pueden competir siendo los más bonitos o llamativos, como los machos de las fragatas magníficas que tienen una membrana roja en el pecho. Pueden competir peleando, como los elefantes marinos que se enfrascan en peleas violentas para saber quién tiene acceso al harén. También pueden competir construyendo nidos fuertes como el macho de las calandrias que construye su nido en las ramas más delgadas, lo que evita que grandes depredadores devoren sus huevos o a sus crías. Incluso pueden combinar las estrategias como en el pez Betta, especie en donde los machos son muy agresivos y territorialistas con otros machos pero al mismo tiempo producen aletas y escamas muy vistosas y coloridas.

Batalla por los óvulos (Primera parte)

Algunas veces me he preguntado ¿por qué existen los sexos? No me refiero a ¿por qué los animales tienen sexo? la pregunta está enfocada en ¿por qué hay machos y hembras? ¿cómo fue que se originó la primer especie de seres vivos que necesitaba dos organismos para poder producir descendencia?

Para intentar responder a la pregunta inicial es necesario hacer dos aclaraciones importantes que permitirán acotar los conceptos e ideas que aquí se viertan. En primer lugar quiero señalar que, como mencionó Darwin, una de los principales motores de la evolución es la selección natural. Dicho de otra forma muy simple, el ambiente y los cambios que en él se presenten permitirá seleccionar las características favorables en los organismos, siempre y cuando estas características sean el resultado de la presencia de ciertos genes en el ADN, de esta forma los genes pueden ser heredados de una generación a otra. El segundo punto que conviene aclarar es que nos referiremos exclusivamente a los animales ya que las plantas y otros organismos, además de los animales, también presentan reproducción sexual. Sin embargo, las presiones que la selección natural ejerce sobre los animales es significativamente diferente a la del resto de los organismos.

Existen una gran cantidad de organismos que se reproducen de forma asexual, como en las bacterias que están formadas por una sola célula y que para reproducirse simplemente se dividen en dos, sin necesidad de la intervención de otros de sus congéneres. Las bacterias originadas por este mecanismo tienen el mismo material genético que aquellas que las originaron, o como se dice actualmente, son clones. Algo similar pasa con los hongos que se reproducen por gemación o mediante la generación de esporas y todos los demás organismos que se reproducen asexualmente, lo que significa que los hijos son idénticos a los padres desde el punto de vista genético. La reproducción asexual tiene sus ventajas ya que por un lado se invierte poca energía en la búsqueda de parejas y en el cuidado de las crías, sin embargo, la principal desventaja es que se ofrece poca o nula variabilidad con la cual se pueda hacer frente a los cambios en el ambiente.

Seguramente no tardó mucho tiempo desde que la vida se originó, en aparecer el intercambio genético. Las bacterias que se reproducen asexualmente, pueden intercambiar fragmentos de ADN mediante un fenómeno conocido como conjugación en donde una de ellas transfiere un segmento de su ADN a otra, de esta forma se genera la variabilidad que le permitirá a las futuras generaciones de bacterias tener elementos genéticos que les permitirán enfrentarse a las adversidades y a los posibles cambios en su ambiente.

A pesar de sus ventajas, con el paso del tiempo la reproducción asexual dio paso a la reproducción sexual. La razón por la que esto sucedió es muy sencilla, el ambiente está cambiando constantemente y las especies que no se adaptan a las nuevas condiciones se extinguen. Cualquier cambio en una especie repercute en condiciones menos favorables para las demás que comparten el hábitat. A esta idea se le conoce como la hipótesis de la Reina Roja, misma que fue inspirada en el libro de Lewis Carroll Alicia en el país de las maravillas. Cuando Alicia se encuentra con la Reina Roja sobre un tablero de ajedrez que cambia constantemente, la reina la sujeta de la mano y comienzan a correr, entonces la reina le explica a Alicia que para que todo siga igual ellas tienen que moverse a la misma velocidad que el cambio del tablero. Algo similar sucede con los seres vivos, ya que para poder adaptarse y sobrevivir en un ambiente que cambia constantemente, deben ser capaces de cambiar y adaptarse a la misma velocidad.

La mejor estrategia para poder cambiar y adaptarse al veleidoso ambiente es la reproducción sexual. La principal característica de este tipo de reproducción es que debe existir intercambio de ADN y este intercambio genera variabilidad y permite a los organismos expresar nuevas características físicas, fisiológicas o etológicas que les facilita la supervivencia. Sin embargo, la reproducción sexual tiene costos muy altos, incluso le puede costar la vida a los organismos sexuales como en el caso de la viuda negra o las mantis, pero las ventajas son mayores que los costos. De esto hablaré más adelante.