¿para qué sirve el sexo? ¿Cómo nos reproducimos?

¿Por qué para hacer un individuo necesitamos dos? ¿No sería más económico reproducirse como las bacterias, que generan dos nuevos seres por división de uno original? El sexo es un invento de los seres vivos que tiene buenos motivos para haber aparecido en la evolución. Pero ¿qué tiene de especial? ¿Por qué nos reproducimos?

¿Por qué nos reproducimos?

Los organismos vivos somos máquinas con un tiempo de vida limitado. Nuestras piezas, las células, envejecen y se estropean. Aún cuando contamos con una cierta capacidad de regeneración, hay células que no tienen recambio. Por otra parte, el medio a nuestro alrededor cambia, y de un día para otro nos podemos quedar sin combustible (alimento) o bien nos puede matar una sequía, una inundación o lo que sea. La única manera de que una especie sea "inmortal" es que fabrique nuevos individuos que sustituyan los que van desapareciendo. Los nuevos individuos deben ser similares a sus progenitores pero es adecuado que no sean idénticos a ellos: dado que el medio cambia, es bueno poder contar con individuos que, a diferencia de sus padres, sean capaces de adaptarse.

Esto puede ocasionar que, al cabo de un buen puñado de generaciones, los individuos de una especie no se parezcan casi a sus antepasados. Es lo que conocemos como evolución.

¿Por qué nos reproducimos, pues? Dado que la reproducción consiste en la copia y transmisión de una información genética, parece que son los genes quienes en realidad "nos utilizan" (obviamente no hay una conciencia detrás) para asegurar su permanencia.

“El pollo es el medio que tienen los genes del pollo para multiplicarse”.

E. O. Wilson

La reproducción clónica

Cuando cortamos una estrella de mar por la mitad, cada fragmento se regenera y acaba convirtiéndose en una nueva estrella de mar. El resultado es que de una sola estrella se generan dos, y las dos tienen la misma información genética. A esto se le llama un clon. Las bacterias se reproducen dividiéndose en dos, originando dos células con la misma información genética que tenía la célula original. Lo mismo hacen las células de nuestro cuerpo.

La clonación, es decir, la generación de individuos genéticamente idénticos, es un fenómeno natural de reproducción asexual que utilizan muchas especies, ya sean bacterias, hongos, plantas e incluso animales. Los descendientes generados por clonación pueden, aun así, presentar algunas diferencias genéticas respecto a sus progenitores: esto sucede cuando durante el proceso de copia de la información genética se produce un error: una mutación. Las mutaciones son pues la única fuente de variabilidad genética de los individuos que se reproducen asexualmente.

La reproducción sexual, un misterio durante mucho tiempo

Antiguamente, se cría que la herencia genética en la especie humana actuaba exclusivamente por vía paterna. Según el preformismo, se suponía que el hombre introducía una semilla en el útero de la mujer, y que ésta sólo aportaba el lugar dónde crecía esta semilla.

Los dibujos de la época nos representan la semilla (el espermatozoide) como un protohumano en miniatura, como el dibujo del homúnculo de Leeuwenhoek. Quizás nos podríamos preguntar si los filósofos de la época nunca se habían parado a pensar por qué los hijos tenían rasgos de sus dos progenitores, entonces... Otras teorías, como la de la pangénesis, siguiendo una idea del filósofo griego Hipócrates, proponía que la información hereditaria viajaba de cada parte del cuerpo (brazo, pierna, cabeza, ojo...) a los genitales, y de allí pasaba al feto. Aristóteles afinó más: para él, la fecundación suponía la mezcla de dos semillas, la masculina y la femenina.

Hoy sabemos que en los humanos (y en todas las especies que tienen reproducción sexual) la información genética de cada nuevo organismo proviene de cada uno de sus dos progenitores a medias. Cada uno de los padres fabrica una célula que contiene la mitad de la información genética necesaria por construir un nuevo individuo. En realidad, cada progenitor aporta una copia de todos los genes necesarios para hacer un individuo, de forma que el descendiente tiene la información genética duplicada. Aun así, de cada par de genes sólo necesitará uno. Esto es muy útil cuando alguno de los genes que transmiten el padre o la madre está "estropeado": siempre tendremos uno de repuesto. Pero si las dos copias del gen que recibe el bebé están dañadas y la función de este gen es importante, las consecuencias pueden ser fatales.

Todas las células de nuestro cuerpo tienen la información genética duplicada. Todas, excepto las células sexuales, los óvulos y los espermatozoides, que se fusionarán durante la fecundación para dar lugar a una única célula: el zigoto. Esta célula, ahora sí, tendrá una doble dotación genética y se dividirá de forma asexual millones de veces para producir un individuo entero.

Una carrera épica

¿Os imagináis correr una carrera de Barcelona en Madrid con 500 millones de participantes más? ¿Os imagináis hacer este recorrido a una velocidad media de 600 km/h, casi la mitad de la velocidad del sonido?

Porque éstas son las proporciones con las que se enfrenta un espermatozoide de 50 micrometros cuando es liberado en la vagina, entre los 500 millones de espermatozoides que contiene cada eyaculación. Su carrera discurre a lo largo de 18 cm de difícil recorrido, pasando por la vagina, el cuello uterino y llegando a la meta, el preciado óvulo, en las trompas de Falopio. Su velocidad media es de unos 5 milímetros por segundo. Una carrera de obstáculos muy dura que sólo algunos centenares superarán, y sólo uno de ellos conseguirá acabar cruzando la línea de meta, la pared del óvulo. El óvulo, que en proporción es como una pelota de 34 metros de diámetro, sólo dejará entrar a uno de los espermatozoides para que lo fecunde. El material genético del óvulo y el del espermatozoide se fusionarán entonces y se formará así el zigoto, la primera célula que constituirá el individuo entero.

¿Por qué no somos clones de nuestros padres?

En general los hijos se parecen a sus padres, pero no son idénticos. El conjunto de los genes que tenemos (nuestro genoma) proviene de nuestros padres, y esto hace que sus características se manifiesten en nosotros. Aún así, somos diferentes de ellos y a la vez nos parecemos a los dos. ¿Por qué? En los humanos, la información genética está repartida en 23 libros (cromosomas) diferentes. Tenemos dos copias de cada libro (46 libros, en total) y de estas dos copias, hemos recibido una de cada uno de nuestros padres. Las dos copias de cada libro pueden presentar pequeñas diferencias entre ellas, alguna línea o alguna palabra escrita diferente, que son las que determinan que seamos rubios o morenos, altos o bajos, con la nariz grande o la nariz pequeña.

Nuestros padres, a la vez, tienen sus dos copias de libros que recibieron de nuestros abuelos. En función de cuál de las dos copias nos hayan pasado, heredaremos características propias de nuestro abuelo o de nuestra abuela, ya sea paterno o materno. 
Para la naturaleza, cada uno de nosotros es una nueva combinación de genes que no había existido nunca antes. El sexo consiste en crear combinaciones genéticas que produzcan individuos únicos y diferentes.

¿Por qué mi hermano biológico y yo somos diferentes?

Si yo y mi hermano tenemos los mismos padres, y la información genética proviene de ellos, ¿mi hermano y yo no deberíamos ser clones (idénticos genéticamente)? Pues no. Esto es el resultado de cómo nuestros progenitores fabrican las células sexuales (los gametos), es decir, los óvulos y los espermatozoides. De los 46 libros (cromosomas) que tiene cada célula de un individuo, 23 vienen del padre y 23, de la madre. Por lo tanto, cuando los progenitores fabrican las células sexuales, es necesario que éstas sólo tengan 23 cromosomas y que haya uno de cada tipo.

A la hora de escoger un cromosoma de cada par para formar una célula sexual, la elección se hace al azar. Ahora me llevo el cromosoma número 1 que venía de mi madre, ahora el número 2 que venía de mi padre, etc. Cada progenitor pone al azar una de las dos copias que tiene de cada libro en cada uno de sus gametos. Las diferentes combinaciones de copias hacen que sea difícil originar un gameto repetido. Además, por un proceso que se denomina recombinación meiótica, las diversas copias de los libros de nuestros progenitores se pueden intercambiar páginas entre ellas. Como hay infinitas combinaciones de páginas, es prácticamente imposible que dos gametos sean iguales, y por lo tanto, es imposible que tú y un hermano tuyo tengáis exactamente los mismos genes. Sólo hay una excepción...

1 de cada 500 humanos es un clon

En muchas películas y novelas se habla de clones humanos. ¿Existen realmente? Como hemos dicho, los clones son individuos que tienen idéntica información genética. Entonces, si los humanos nos reproducimos sexualmente, y en esta reproducción cada individuo es único genéticamente, ¿cómo puede ser que haya humanos clónicos?

Muy sencillo: inmediatamente tras la fecundación, la célula zigoto, que tiene la potencialidad de convertirse en un individuo entero, se empieza a dividir, para crecer y originar el embrión. Las nuevas células se crean por mitosis, proceso en el cual cada célula es idéntica a la célula predecesora. En algunos casos, por accidente, en alguna de las primeras divisiones, las células que forman el embrión temprano se separan. Puesto que durante las primeras fases de división todas las células embrionarias son todavía capaces de generar un individuo entero, se forman dos embriones. Estos dos embriones proceden de una misma célula y, por lo tanto, tendrán la misma información genética. Cuando nazcan, los dos bebés serán idénticos genéticamente. Serán gemelos monozigóticos (que proceden de un mismo zigoto). Aún así, nuestras características no dependen sólo de los genes, y por eso incluso los gemelos son diferentes entre ellos.

¿Como dos gotas d’agua?

Dado que los gemelos monozigóticos tienen el mismo genoma, sus rasgos morfológicos y fisiológicos son más parecidos que los de los hermanos nacidos de diferentes partos. Ahora bien, su aspecto físico, pese a poder ser muy parecido, no es nunca idéntico, como tampoco lo son sus gustos, afecciones y carácter.

El motivo de estas diferencias hay que buscarlo en las influencias ambientales, que imprimen muchas características a los humanos. Debemos recordar que el ambiente modula la manifestación de los genes e incluso puede hacer que su función no se manifieste. Las diferencias debidas al ambiente se hacen muy patentes cuando se analizan gemelos idénticos que, por causas ajenas a ellos y a los investigadores, se han separado al poco de nacer y han crecido y se han educado en ambientes sociales diferentes.

Si los dos embriones no acaban de independizarse, se forman hermanos siameses, que nacen unidos por una parte de su cuerpo y que pueden compartir algunos órganos.

¿Hay humanos hermafroditas?

Los hermafroditas son aquellos individuos que pertenecen a los dos sexos al mismo tiempo. El término proviene de los dioses griegos Hermes y Afrodita, que representaban la masculinidad y la feminidad, respectivamente. En muchas religiones existen dioses hermafroditas, como el dios Quetzalcoatl azteca, o los dioses Astarté, Adonis, Cibeles o Hapis de culturas antiguas mediterráneas. En la naturaleza, los seres hermafroditas son abundantes, principalmente entre las plantas.

Si miráis las flores de cerca veréis que tienen una parte central, el pistilo (parte femenina), rodeada de los estambres (parte masculina). Por lo tanto, la misma planta presenta órganos masculinos y femeninos. La mayoría de plantas son hermafroditas, aunque existen algunas especies que presentan plantas machos y plantas hembras. Entre los animales es menos común (lo son, por ejemplo, caracoles), y en los humanos sólo son excepciones derivadas de malformaciones congénitas.

¿Por qué la reproducción sexual es mejor?

Alguien se podría plantear que clonar científicos, futbolistas, músicos, modelos... podría ser beneficioso. Imaginaos lo que supondría que hubieran 15 Einsteins, 23 Naomis Campbell, 12 Mozarts y 22 Rafaels Nadal!! En realidad, no supondría nada. Además del hecho que una parte importante de las características que tenemos provienen del ambiente, estos personajes son importantes porque son únicos. Como cada uno de nosotros. Y en la naturaleza, que cada uno sea diferente es muy importante. ¿Por qué?

El entorno es cambiante, y cada especie se debe ir adaptando a las condiciones de éste. En la reproducción asexual (que es una clonación natural), cada nuevo individuo es genéticamente idéntico a su progenitor y no hay nuevas combinaciones de genes: el ritmo de evolución de la especie depende sólo de la mutación. En cambio, la reproducción sexual permite que cada individuo sea una versión diferente, una combinación de genes que no había existido nunca antes, y por lo tanto, una carta más que aumente las posibilidades de la especie de ganar en el juego de la supervivencia.

Algunas especies pueden usar los dos tipos de reproducción. Las fresas, por ejemplo, se pueden reproducir por reproducción sexual (por esto hacen flores), pero también por reproducción asexual (mediante unas ramas especiales, denominadas estolones, que forman una nueva raíz y se acaban separando de la planta madre).

El sexo es un mecanismo de generación de variabilidad genética que permite la existencia de individuos diferentes en una población, aumentando así las capacidades de la población como conjunto para sobrevivir ante las vicisitudes del medio ambiente.

¿Existirán un día los bebés probeta?

Algunas parejas tienen problemas para que el proceso de fecundación se produzca de forma natural. La alternativa es la fecundación in vitro, proceso en el cual se extrae un óvulo de la madre, espermatozoides del padre, y se realiza la fecundación "manualmente" en el interior de un tubo de laboratorio.

Una vez se han fusionado el óvulo y el espermatozoide, la célula huevo-zigoto resultante se reimplanta en el útero de la madre para que se desarrolle el embrión. La eficacia de este proceso no es demasiado alta y por eso hace falta preparar e implantar más de un zigoto en el útero de la madre. Incluso, en ocasiones, hace falta repetir todo el proceso.

Los niños nacidos de esta manera son totalmente normales. Algunos laboratorios están trabajando en el desarrollo de úteros artificiales donde se pueda desarrollar al menos parte del proceso embrionario, pero por el momento, el útero natural es insustituible.

¿Es posible que una hembra se convierta en macho?

Muchos conoceréis la historia de Jurassic Park, en qué algunos dinosaurios hembra se transformaban en dinosaurios macho, y os preguntaréis si esto pasa en la realidad. Pues sí. Evidentemente, no en dinosaurios. Pero en algunas especies de peces, todos los individuos nacen hembras y en función de la cantidad de machos que haya previamente en la población, se acabarán determinando cuántos de los nacidos se transformarán en machos.

Esto tiene lugar gracias a un puñado de hormonas que se encuentran en el ambiente. Hay otros casos realmente particulares, como el de especies de anfibios en qué aquello que determina si serán machos o hembras ¡es la temperatura a la que se desarrolla el embrión! En la mayoría de las especies, sin embargo, pertenecer al sexo masculino o al sexo femenino depende de la presencia o ausencia de unos genes determinados. Entre todos los cromosomas, tenemos unos que se denominan los cromosomas sexuales. En los humanos, las mujeres tienen 2 cromosomas X y los hombres un cromosoma X y un Y. El cromosoma Y es el que determina el sexo: si lo tienes, serás hombre, sino, mujer. Este cromosoma contiene unos genes que actúan como si fueran un interruptor que activa toda una cadena de otros genes presentes por todo el genoma (muchos corresponden a hormonas) encargados de desarrollar las características diferenciadoras de los individuos masculinos y de inhibir las características femeninas.