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¿Las algas verdes tienen una pista genética del origen de los sexos?
El origen de cómo nos convertimos en hombres y mujeres -cómo las especies evolucionaron para tener hombres y mujeres físicamente distintos- puede desmitificarse, dicen los biólogos de plantas, después de que identificaron un gen maestro en el control del sexo y el apareamiento entre las algas verdes.
Se descubrió que el gen descubierto en las algas Volvox carteri es responsable de las diferencias físicas distintivas entre los machos y las hembras en las especies multicelulares.
El gen descubierto en el Volvox carteri se descubrió que las algas son responsables de las diferencias físicas distintivas entre los machos y las hembras en las especies multicelulares.
Esto también podría "proporcionar un modelo posible de cómo los sexos en otros organismos multicelulares como las plantas y los animales pueden haberse originado", dicen los investigadores.
El contraste entre los dos tipos de células reproductoras (conocido por los biólogos como los gametos, que se fusionan durante la fecundación) es obvio: es la diferencia entre el esperma y los huevos.
"Sin embargo", dicen los investigadores, "los orígenes evolutivos de los sexos masculinos y femeninos no están claros porque los parientes unicelulares distantes de plantas, animales y otras especies multicelulares generalmente no tienen sexos distintos, sino que tienen tipos de apareamiento, un sistema en el cual los gametos de un tipo de apareamiento solo pueden fusionarse con aquellos con un tipo de apareamiento diferente, pero las células de cada tipo de apareamiento son indistinguibles entre sí en tamaño y morfología ".
Gene evolucionado a partir de especies unicelulares
Los autores han publicado los resultados de su trabajo en Volvox en el diario de acceso abierto PLOS Biología.
Se descubrió que los sexos de esa alga multicelular se derivan de los tipos de apareamiento de su pariente unicelular, una especie conocida como Chlamydomonas reinhardtii.
Un gen era fundamental para la determinación de espermatozoides versus óvulos: el trabajo de laboratorio aclaró el trabajo teórico anterior para encontrar que "un solo gen del lugar geométrico de apareamiento ancestral, MID, evolucionó a partir de su papel en determinar el tipo de apareamiento en C. reinhardtii para determinar la espermatogénesis o la ovogénesis en V. carteri."
¿Cómo se relacionan los hallazgos con seres más complejos? Los autores dicen que las algas proporcionan un "modelo excelente para investigar la evolución del dimorfismo sexual" debido a la forma en que muestran "la progresión de especies unicelulares a formas multicelulares con un tamaño y una especialización de tipo celular cada vez mayores".
Cambio de sexo
Los hallazgos de los biólogos son altamente científicos e implican un trabajo de laboratorio meticuloso, pero esencialmente intercambiaron las algas a través de la manipulación genética.
El equipo, dirigido por el Dr. James Umen, miembro asociado del instituto de combustibles renovables del Danforth Plant Science Center en St. Louis, MO, "logró convertir lo que habrían sido óvulos en paquetes de espermatozoides funcionales" en el genéticamente femenino Volvox.
Por el contrario, el equipo también forzó a los machos genéticos a "desarrollarse con óvulos funcionales en lugar de sus paquetes de esperma".
Todo esto se logró mediante la manipulación de un único gen llamado MID, que el equipo identifica como el "gen regulador maestro para los sexos y los tipos de apareamiento" en este grupo de algas verdes.
Los resultados del trabajo "sugieren que un escenario evolutivo similar puede ser la base del origen de los sexos en animales, plantas y otros linajes multicelulares", dicen los científicos de la planta.
Además de la contribución a la teoría evolutiva, los hallazgos podrían brindar ayuda práctica a los científicos que trabajan en el desarrollo de biocombustibles y otras aplicaciones biotecnológicas, donde, dice el Dr. Umen, "la reproducción sexual en la mayoría de las especies de algas es poco conocida".
Hallazgos 'notables'
En un editorial publicado en la misma edición de la revista, el genetista médico y molecular radicado en el Reino Unido, Roland G. Roberts, dice que los investigadores no solo pudieron demostrar que el cambio genético era masculino-contra-femenino, sino también uno que podría determinar hermafroditas.
Con algunos detalles genéticos, escribe: "Sorprendentemente, los autores pudieron demostrar que este interruptor macho / hembra es sintonizable, cuando usaban una versión más débil del Volvox carteri Horquilla MID RNAi, el agotamiento parcial de Volvox carteri MID resultó en hermafroditas que contenían tanto paquetes de esperma pseudo-masculino como huevos pseudo-femeninos ".
Las dos especies de algas estudiadas, que están "separadas por 200 millones de años de evolución", agrega el Dr. Roberts, "no podrían ser más diferentes en cuanto a su apariencia o propensiones sexuales". Sin embargo, escribe, un solo gen no solo determinaba los sexos en ambas especies, sino que conducía al dimorfismo entre los sexos, y la "considerable divergencia" en la forma en que las dos especies se desarrollan sexualmente.
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