MIGUEL RODRIGUESIguana de la restinga: una de las pocas especies brasileñas de lagartos constituidas solamente por hembrasMIGUEL RODRIGUES
“Si Dios existe y tiene sexo, seguro es mujer”, dice el biólogo Rodrigo Marques Lima dos Santos, maravillado al notar lo que los lagartos –o mejor dicho, las lagartas– logran hacer.
Varias especies de lagartos exhiben formas sorprendentes de reproducción. Las hembras conciben crías de manera asexual, sin la participación de ningún macho. Son independientes, aunque no absolutamente: en algunas especies, si un macho anda cerca, permiten la cópula y pueden ser fecundadas. La autonomía reproductiva llega a tal extremo que en algunas especies solamente existen hembras, que se reproducen de manera asexual mediante un método denominado partenogénesis, que parece ser más flexible de lo que se pensaba.
Biólogos de la Universidad de São Paulo (USP), de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp) y del Laboratorio Nacional de Biociencias (LNBio), que estudian diferentes aspectos de la partenogénesis, llegaron a la conclusión de que las alteraciones en un gen conocido como c-mos, podrían permitir la transformación de las células reproductoras femeninas (óvulos) en embriones, incluso sin la confluencia de un espermatozoide.
Rodrigo Santos siguió la pista de ese mecanismo en su doctorado, mientras estudiaba a los lagartos de la familia teiidae, un grupo que incluye especies desde 10 centímetros de longitud hasta los tejús (Tupinambis), de hasta un metro y medio de longitud; y sin pausa, comenzó a observar mutaciones en el gen c-mos en grupos con especies partenogenéticas. En 2008 comenzó a trabajar con Andrea Balan, del LNBio, para definir las formas de la proteína producida por el c-mos en los lagartos y en serpientes y, conjuntamente, identificaron mutaciones en uno de los cuatro sitios activos (los puntos de interacción) de la proteína, reforzando las hipótesis iniciales.
El gen c-mos produce una proteína que bloquea el final de la división celular del óvulo hasta la llegada del espermatozoide. La célula sexual masculina, al fertilizar al óvulo, desactiva la proteína, culmina la división celular y se forma un embrión. La hipótesis de los investigadores sugiere que, cuando sufre alteraciones, el c-mos no funciona correctamente y puede propiciar que el óvulo continúe dividiéndose, aun sin el espermatozoide. Ellos creen que los defectos en ese gen podrían atenuar el bloqueo en la división del óvulo y permitir que otros estímulos, tales como los de las hormonas, reactiven la división celular.
Si progresa, este trabajo podría dilucidar uno de los mecanismos de la partenogénesis. Actualmente se conoce poco al respecto de cómo surgieron las especies de lagartos capaces de reproducirse de manera asexual, y menos aún, cómo adquirieron y mantienen esa habilidad. Según la hipótesis más aceptada, las serpientes y lagartos partenogenéticos pueden ser el resultado de cruzamientos entre especies emparentadas.
MIGUEL RODRIGUESExternamente iguales, pero genéticamente diferentes: los Leposoma percarinatum pueden ser diploides…MIGUEL RODRIGUES
El Leposoma percarinatum, una de las especies halladas en Brasil, está revelando el alcance de ese laberinto genético. Los lagartos de esa especie, reconocida como partenogenética en 1952, alcanzan un máximo de cinco centímetros de longitud y viven entre las hojas en las selvas de una amplia región, que se extiende desde Venezuela hasta el norte del estado de Mato Grosso, y desde los Andes hasta el este del estado de Pará. Una hipótesis planteada en los años 1970 sugiere que el L. percarinatum sería el resultado del cruzamiento entre dos especies diferentes: Leposoma guianense y L. parietale, que viven en las selvas húmedas de América del Sur.
Katia Pellegrino, de la Unifesp, y Miguel Rodrigues, de la USP, se toparon con una situación inusitada: las hembras de Leposoma percarinatum eran prácticamente iguales externamente, pero desde el punto de vista genético presentaban una extraña diferencia. Algunas hembras, las diploides, contaban con 44 cromosomas (dos conjuntos iguales de 22 cromosomas) en cada célula, mientras que las triploides tenían 66 cromosomas (tres conjuntos de 22).
“Dentro de lo que aparentaba ser una misma especie había dos familias diferentes, lo cual nos permitió reconstruir su historia y sus mecanismos de origen”, concluyó Pellegrino. Según su opinión, la variedad triploide habría surgido mediante un proceso de hibridación entre la forma diploide de L. percarinatum y L. osvaldoi, dado que la L. guianense no habita tan al sur del país.
A veces aparecen animales que dan por tierra con las explicaciones en formación. En ocasión de un viaje al archipiélago de Anavilhanas, en el río Negro, Rodrigues capturó y trajo ejemplares de Leposoma guianense, y algunos otros que se revelaron como pertenecientes a un nuevo clon de Leposoma percarinatum, además de otros tan diferentes que representaban una nueva especie, que fue denominada Leposoma ferrerai, todos diploides, que convivían en un mismo hábitat.
La iguana o calango de la restinga (Cnemidophorus nativo), una de las pocas especies exclusivamente partenogenéticas de lagartos brasileños– amenazada de extinción–, solamente es diploide, según los análisis de Santos. Estos animales, que habitan en las selvas del norte de Espírito Santo y del sur de Bahía, pertenecen a una familia hermana de los Leposoma, pero pueden alcanzar 30 centímetros de longitud. Según Santos, otras especies partenogenéticas que habitan en la Amazonia, tales como las Cnemidophorus lemniscatus y Gymnophthalmus underwoodi, parecen mezclar poblaciones diploides y triploides.
MIGUEL RODRIGUES…o triploidesMIGUEL RODRIGUES
Los biólogos trabajan con la posibilidad de que la partenogénesis no genere tan sólo clones de la madre, sino que también permitiría alguna variabilidad genética, aunque en menor medida que la que ocurre con la reproducción sexual, mediante la recombinación entre los cromosomas del óvulo. “Un estudio reciente reveló que una serpiente, mediante partenogénesis, generó una cría albina, lo cual indica que ocurre, obviamente, recombinación genética, incluso en la reproducción asexual”, argumenta Santos. “El origen espontáneo de la partenogénesis, una hipótesis alternativa a la de la teoría de hibridación, no puede descartarse en las especies Leposoma y Cnemidophorus, dado que ese mecanismo ya ha sido sugerido para ejemplares de Gymnophthalmus underwoodi de Roraima”, agrega Pellegrino.
El abrazo indispensable
Santos piensa que el cnemidophorus nativo puede tener un comportamiento similar al de los lagartos del género Aspidoscelis. Hallados en áreas desérticas de Asia y América del Norte, los Aspidoscelis recién empiezan a formar embriones después de un abrazo, al que los biólogos denominan seudocópula. Uno de ellos, ni bien detecta un toque o un mero roce con otro, activaría la liberación de hormonas que desbloquean el c-mos, según creen los biólogos de la USP.
“Para que algunas especies partenogenéticas del género Aspidosceles se reproduzcan, la cópula entre las hembras es obligatoria”, comenta Santos. David Crews y Jon Sakata, de la Universidad de Texas, en Estados Unidos, revelaron en el año 2000 que las hembras abrazadas presentaban un ciclo hormonal inverso, una con altos niveles de estrógeno, una hormona más abundante en las hembras, y la otra con altos niveles de testosterona, producida más profusamente por los machos.
En 2011, investigadores de la Universidad de Kansas, Estados Unidos, lograron inducir la hibridación y confirmar que la reproducción sexual puede inducir la aparición de una especie partenogenética al cruzarse dos especies de Aspidosceles. Sin embargo, hacer que una hembra partenogenética se reproduzca en el laboratorio, sola o en compañía de otra hembra, sigue siendo un sueño de los biólogos.
Entre las 5.634 especies de lagartos identificadas hasta ahora, unas 40 son partenogenéticas, y por lo general habitan en áreas selváticas tropicales o en climas desérticos de Asia u Oceanía. “La reproducción por partenogénesis deviene en una variabilidad genética menor que con la reproducción sexual, aunque puede constituir una respuesta adaptativa de supervivencia en ambientes extremos”, comenta Yatiyo Yassuda, genetista especializada en genética de lagartos que sigue de cerca el estudio sobre los posibles orígenes de la partenogénesis.
En la década de 1980, Yassuda afrontó una polémica similar y, con gran tesón, logró convencer a otros genetistas de que los lagartos del género Tropidurus presentaban diferenciación sexual, dado que los machos poseían un cromosoma diferente al de las hembras, pero tan pequeño que era casi imperceptible. Muchas especies de lagartos presentan el mismo conjunto de cromosomas y se diferencian sexualmente por medio de genes desconocidos o por la variación de su temperatura cuando se desarrollan, que, de ser mayor, puede favorecer el desarrollo de embriones machos en algunas especies, o hembras en otras.
El despacho de Yassuda, en donde Santos se refiere a su trabajo, exhibe algunos cuadros de flores, algunos figurativos, y otros abstractos. “Ése fue el comienzo. He pintado más de 300 cuadros después de jubilarme”, dice ella, pensando en el sol que quería pintar al día siguiente, un sábado. “Pero todavía vengo aquí todos los días”.
Clonación induzida
“La partenogénesis meiótica es una forma de clonación natural con algunas similitudes con la clonación inducida en la reproducción de animales de interés comercial”. Informa. En 2004, investigadores de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Jaboticabal señalaron que el etanol y el estroncio pueden estimular a los óvulos de las vacas a continuar la división celular, funcionando así como un estímulo externo análogo a la célula sexual masculina.
Del mismo modo, los óvulos de animales experimentales, como fue el caso de la oveja Dolly, sólo se desarrollaron luego de recibir una descarga eléctrica, que desactiva el c-mos. Santos cree que la partenogénesis, si pudiera regularse, podría ayudar a la ganadería o en la conservación de las especies silvestres en riesgo de extinción. “Los mamíferos cuentan con mecanismos que evitan la partenogénesis, tales como la impronta genética [imprinting]”, aclara. Otra aplicación sería de índole médica, ya que las mutaciones en ese gen podrían provocar que los óvulos se dividan sin control, originando tumores.
Si se avanza, tal vez los biólogos encuentren nuevas respuestas a dos cuestiones básicas de la biología. La primera: ¿para qué sirve el sexo? La otra: ¿cuál es la ventaja de la reproducción sexual? Según Santos, la reproducción sexual requiere que dos organismos se unan para engendrar descendencia, mientras que en la partenogénesis, tan sólo un organismo es suficiente para generar otro. Y no siempre la variabilidad genética obtenida mediante la reproducción sexual resulta benéfica para las especies, argumentan los biólogos.
“La reproducción sexual es mejor en los ambientes en transformación, con alto riesgo de depredación y enfermedades, pero no lo es en ambientes estables y con poblaciones sanas, dado que un individuo bien adaptado puede generar crías mal adaptadas”, agrega. “En ambientes estables, la reproducción clonal, tal como se realiza con animales de criadero y plantas, que da como resultado crías con rendimiento óptimo, es la más indicada”.
Los proyectos
1. Sistemática y evolución de la herpetofauna neotropical (nº 2003/10335-8); Modalidad Proyecto Temático; Coordinador Miguel Trefaut Rodrigues – USP; Inversión R$ 975.589,35
2. Diversidad genética en especies unisexuales y bisexuales de Cnemidophorus del grupo Ocellifer (Teiidae) y caracterización estructural de la proteína Mos en los Squamata (nº 2008/56444-6); Modalidad Beca de Posdoctorado; Coordinador Rodrigo Marques Lima dos Santos – USP; Inversión R$ 277.872,66
3. Estudios citogenéticos y moleculares en lagartos microteídos (Squamata, Gymnophthalmidae) con énfasis en especies del género Leposoma de las selvas amazónica y atlántica (nº 1998/05289-7); Modalidad Beca de Posdoctorado; Coordinador Katia Cristina Machado Pellegrino – Unifesp; Inversión R$ 37.720,00
