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Estudie las indirectas un eslabón mecánico entre el sexo y la reacción de la tensión en microbios

¿Por qué es el sexo tan popular? La cuestión de porqué tan muchos organismos se reproducen sexual ha desconcertado a biólogos evolutivos desde antes de Darwin, que escribió que “el tema entero está ocultado hasta ahora en oscuridad.” ¿En un artículo reciente en biología y la evolución del genoma tituló “qué es la variación genética consiguió hacer con ella? la autofertilización Hambre-inducida aumenta supervivencia en Paramecium,” los autores sugieren que los mecanismos moleculares que son la base del sexo y de la reacción de la tensión se puedan acoplar más apretado que apreciados previamente, ofreciendo una nueva explicación para la incidencia dispersa del sexo en naturaleza.

La existencia del sexo ha desconcertado a los biólogos por encima un siglo. Comparado a la reproducción asexual, el sexo tiene varias desventajas. El primero de éstos es que cada organismo sexual produce solamente mitad de tanto descendiente como individuos asexuales. Por ejemplo, si cada adulto tiene dos niños, dos individuos asexuales pueden producir al descendiente cuatro, mientras que dos individuos sexuales--un varón y una hembra--descendiente solamente dos de la producción entre ellos. De una perspectiva evolutiva, esto es un costo staggering, incluso sin tener en cuenta otras desventajas del sexo, tales como la necesidad de encontrar un compañero y los peligros potenciales de hacer tan (especialmente si usted es una araña de la mantis religiosa masculina o de la viuda negra).

A pesar de estos costos, el sexo es disperso, con un 99% estimado de los eucariotas (células con los núcleos) que reproducen sexual por lo menos algo del tiempo. Esta paradoja ha dado lugar a varias hipótesis tentativa explicar la ubicuidad cercana del sexo. Según Francisco Catania, el autor importante del nuevo estudio y un líder del grupo de investigación en la universidad de Münster, una explicación popular es que el sexo produce diversidad genética--esta es la razón por la cual usted y sus hermanos no son idénticos a sus padres. El argumento es que esta diversidad genética puede producir a algunos individuos que se adapten mejor al cambio o a ambientes duros. En cambio, la reproducción asexual produce generalmente al descendiente que es cada uno idéntico al padre.

El tetraurelia ciliado unicelular del Paramecium ofrece un contrapunto fascinador a este argumento, pues puede experimentar la reproducción asexual y una versión de la reproducción sexual que no produce notablemente la diversidad genética (es decir una clase de selfing). Para la mayor parte de su ciclo vital, los paramecia se reproducen asexual, con cada célula partiendo en dos. Cuando una célula alcanza madurez sexual sin embargo, cada paramecium puede producir dos núcleos sexuales idénticos--similar a los núcleos que están presentes en células de la esperma y de huevo. Si otro paramecium no debe alrededor aparear e intercambiar núcleos por, estos dos núcleos funden con uno a. El resultado es un tipo de autofertilización sexual que puede dar lugar a las células de hija que son genético idénticas a sus padres. Así, en Paramecium, la reproducción sexual se puede desacoplar de la generación de diversidad genética, sugiriendo que hay otras ventajas potenciales al sexo en este organismo. Catania y sus co-autores realizaron que ésta hace Paramecium un modelo único en el cual investigar y potencialmente determinar estas otras ventajas.

Para determinar otras razones que el tetraurelia del P. puede dedicar a sexo, los investigadores siguieron las culturas de paramecia a lo largo de ocho días, comenzando inmediatamente después de la autofertilización (día 0) y continuando más allá del punto en el cual las células llegaron a ser otra vez capaces de la reproducción sexual (el día 6). Cada día, sujetaron un subconjunto de células a la tensión calentándolas a una temperatura alta para apenas durante un minuto. Interesante, encontraron que las células que acababan de experimentar la autofertilización o que se preparaban para la reproducción sexual (las células del día 0 y del día 6) sobrevivieron la descarga eléctrica del calor más a menudo que los que se reproducían rápidamente asexual. Esta ventaja de la supervivencia podría explicar porqué los paramecia continúan empeñar a sexo a pesar de que no se genera ninguna nueva diversidad, y sugiere una ventaja infravalorada del sexo: supervivencia aumentada frente a la tensión.

Esto que encuentra indirectas en un eslabón mecánico entre el sexo y la reacción de la tensión. Los autores señalan que muchos calientan las proteínas de la descarga eléctrica, que son las más bien sabido para su papel en la protección contra la tensión, también están implicados en los procesos celulares asociados al revelado y al sexo reproductivos. Puede por lo tanto ser que la expresión creciente de tales proteínas durante la reproducción sexual ofrezca la protección añadida de los factores de ansiedad.

¿Cómo el campo común es este lazo entre el sexo y la tensión? Mientras que algunos aspectos de la biología del Paramecium son únicos, Catania observa que muchos organismos unicelulares y multicelulares empeñan a la autofertilización y, después de varias generaciones de este proceso, pueden producir al descendiente que son copias de sus padres. Además, muchas proteínas implicadas en la reproducción y la reacción de la tensión son antiguas y conservadas altamente a través de eucariotas. Así, una conexión entre el sexo y la tensión puede ser dispersa, el encontrar que podría tener implicaciones de gran envergadura. Según Catania, los resultados de su estudio llevan a varias nuevas hipótesis sobre el origen y el mantenimiento del sexo: “Primero, la asociación íntima entre la reacción de la tensión y el sexo pudieron haber contribuido a la persistencia del sexo en naturaleza. Además, estos dos caminos, tratados a menudo como sin relación, pudieron de hecho compartir un origen evolutivo común.”

Catania observa que los estudios adicionales en otros organismos serán necesarios probar estas ideas. Sin embargo, hay razón para creer que sus resultados pueden ser generalizables a la otra especie.

A lo largo de los años, la investigación sobre Paramecium ha rendido discernimientos importantes en muchas áreas de la biología. Este modelo tiene mucho más ofrecer a pesar de su biología inusual, y sostenemos que puede ser utilizada con éxito para ganar nuevos discernimientos en muchos fenómenos biológicos.”

Francisco Catania, autor importante del nuevo estudio y líder del grupo de investigación en la universidad de Münster

Source:
Journal reference:

Thind, A.S., et al. (2020) What’s Genetic Variation Got to Do with It? Starvation-Induced Self-Fertilization Enhances Survival in Paramecium. Genome Biology and Evolution. doi.org/10.1093/gbe/evaa052.