¿Es caro el sexo?

Nota editorial (2025): publicado originalmente en 2020. Se añadió una versión estructurada con fines enciclopédicos. El texto original se conserva íntegro como parte del archivo histórico.

Investigación del gasto energético y los beneficios genéticos asociados con la reproducción sexual entre animales

Este artículo explora en profundidad el análisis comparativo de aspectos energéticos y genéticos involucrados en la reproducción sexual contra métodos reproductivos asexuales. Argumentamos que los costes metabólicos elevados durante procesos como apareamiento, cortejo nupcial e inicio del ciclo fisiológico de formación de óvulos y espermatozoides constituyen una desgracia inherente al sexo.

Desde un punto de vista evolutivo se contrasta con métodos reproductivos asexuales, que pueden ser más eficientes energéticamente pero limitan la diversificación genética. Se subraya las ventajas desde el ápecto genético y supervivencia frente a cambios ambientales.

Beneficios del sexo en términos de variabilidad genética

• Recombinación Genética: Durante la formación de óvulos y espermatozoides por meiosis, se produce una reducción cromosómica y recombinación entre los alelos paternos e infantiles. La selección natural considera beneficioso este proceso genético.
• Oportunidad de fecundación: El éxito del sexo se ve potenciado por la elección no determinista entre un cierto espermatozoide y óvulo, incrementando las oportunidades para el cruce genético.

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• Ampliación de Diversidad Genética: En comparación con la acumulación lenta pero constante mutación no letal en especies asexuales, se establece que el sexo amplifica significativamente las posibilidades para diversificación genéticamente variada.

Ventajas evolutivas adicionales del sexo y su papel contra patógenos parásitos

Con la hipótesis presentada por los autores, se aboga que el sexo facilita una mejor resistencia a enfermedades infecciosas debido al intercambio genético continuo entre individuos. En este contexto evolutivo, es propensas especies con sistemas de reproducción sexual para adaptarse más eficientemente y mantener la cohesión social en presencia parásitos.

Conclusiones

El artículo concluye que el gasto energético elevado asociado al sexo entre animales no es sinónimo de falta de eficiencia. Por el contrario, se resalta la importancia del sexo como un mecanismo vital para aumentar la diversidad genética y mejorar las posibilidades de supervivencia ante cambios ambientales adversos. A través de este análisis profundo, es evidente que a pesar de ser costoso energéticamente, el éxito evolutivo del sexo entre animales se debe en gran parte al amplio potencial genético y resistencia mejorada frente a patógenos parasitarios.

Preguntas frecuentes

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¿Qué aspectos metabólicos se analizan comparativamente en los procesos reproductivos?

Los costos energéticos elevados durante apareamiento, cortejo nupcial e inicio del ciclo fisiológico de formación de óvulos y espermatozoides se discuten.

¿Cómo impacta el sexo en la variabilidad genética frente a los métodos reproductivos asexuales?

A pesar de costos energéticos más altos, se argumenta que la reproducción sexual aumenta diversamente las posibilidades para supervivencia ante cambios ambientales y mejora resistencia frente al parásito.

¿Qué beneficios genéticos ofrece el sexo en términos de recombinación?

• Recombinación Genética: La formación de óvulos y espermatozoides por meiosis conlleva reducción cromosómica e intercambio entre alelos.
• Oportunidad de fecundación no determinista: Facilita una variedad mayor al elegir un conjunto específico de espermatozoides y óvulos para el cruce genético.

¿Cómo contribuye la reproducción sexual a mejorar resistencia ante enfermedades infecciosas?

A través del intercambio continuo de genéticos, es propensa para que las especies desarrollan adaptaciones más eficientes y mantengan cohesión social frente a patógenos parásitos.

¿Se considera el sexo eficiente en términos evolutivos?

Aunque consumen energéticamente más que métodos reproductivos no sexuales, se subrayan los beneficios para diversificación genética y resistencia mejorada como razones válidas de su éxito evolutionario.

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Texto original (2020)

En este artículo examinamos los aspectos energéticos y genéticos implicados en la reproducción sexual entre animales. A través del análisis comparativo con métodos de reproducción asexual, argumentaremos que el gasto considerable de ATP durante procesos como apareamiento y formación de óvulos/espermatozoides es un costo inherente al sexo. Este gasto energético se contrasta contra los sistemas reproductivos más eficientes pero menos diversificativos asexualmente, resaltando las ventajas evolutivas del sexo en términos genéticos y de supervivencia frente a condiciones ambientales cambiantes.

La rana que no para de croar durante semanas, el palomo que se exhibe con el pecho hinchado hasta lo imposible, la luciérnaga que revolotea toda la noche iluminando la oscuridad con su abdomen… ¡Qué esfuerzo más enorme hacemos los animales para atraer al sexo contrario! ¡Qué caro nos sale el sexo!

La energía que los individuos de las diferentes especies animales invierten en la reproducción sexual se establece a varios niveles. En primer lugar, hay que hacer vistosa y atrayente la genitalidad para el sexo contrario. A este inicial plano de atracción anatómica se le unen los invisibles pero irresistibles recursos fisiológicos, encabezados por las feromonas, que aturden a los que o no ven muy bien, o la quimiorrecepción les motiva más. Y si aún no es suficiente con este despliegue de encantos, algunos taxones como aves y mamíferos han llevado los cortejos nupciales y de apareamiento a un punto de absoluta sublimación.

El resultado es que no hay individuo en la mayoría de las especies que se pueda resistir a la combinación fatal de una anatomía apabullante, una fisiología envolvente y una elaborada y sofisticada etología (como los valses de los escorpiones, que deja la danza de los siete velos a la altura de un aficionado de medio pelo).

Si a todo ello le unimos la variable “tiempo invertido en conseguir el apareamiento” y, por lo tanto, la fertilización de los óvulos y la consecución de una nueva generación para la especie, confirmamos nuestra hipótesis de partida. Esto es, que la cantidad de moléculas de ATP (adenosín trifosfato, la moneda energética de la vida) que se invierte en los variadísimos mecanismos de reproducción sexual de los animales, es extraordinariamente elevada.

La reproducción sexual, por tanto, no es cara sino carísima. Máxime si se compara con la sencillez de la fisipartición de una ameba o la gemación de un pólipo, ambos, mecanismos de reproducción asexual.

Los “otros costes” del sexo

Además de unas estructuras reproductoras complejas y unas actividades de cortejo largas (algunos incluso las calificarían de cansinas), los organismos que se reproducen sexualmente lo hacen mediante óvulos y espermatozoides. Ambos, recordemos, son células haploides, es decir, de dotación cromosómica sencilla, a diferencia del resto de las células corporales (las somáticas) que son de dotación cromosómica doble. Dicho de otra manera, los organismos reducen su potencial genético a la mitad cuando se reproducen sexualmente. En contraposición, cuando un animal recurre a algunos de los variados mecanismos de reproducción asexual lo hace sin privarse de ningunas de sus riquezas genéticas.

Resumiendo: por un lado los animales sexuales invertimos una enorme cantidad de energía y, por otro, desperdiciamos la mitad nuestro potencial genético. El sexo es, pues, derrochón y restrictivo. Entonces, ¿por qué prosperó desde el punto de vista evolutivo?

El por qué del éxito del sexo

No hay mayor ventaja para una especie, evolutivamente hablando, que tener un acervo genético amplio. Es la forma de disponer de variadas opciones (genotipos) potencialmente adaptativas frente a los impredecibles cambios del medio que supone la vida en este planeta. Así, ante alteraciones en las condiciones externas, habría más potenciales individuos que podrían sobrevivir y reproducirse, garantizando de esta forma la continuidad de la especie.

Dicho de otro modo, todo lo que genere diversidad de genotipos será una herramienta de oro para la especie, la selección natural lo considerará algo bueno y no lo eliminará . Desde este punto de vista, la aparición del sexo fue un chollo, puesto que supuso una auténtica factoría de producción de variabilidad genética. Vamos a ver cómo.

En un primer nivel, como óvulos y espermatozoides se generan por un proceso de meiosis, sufren la reducción de la dotación cromosómica y la recombinación de genes entre cromosomas procedentes de las líneas paterna y materna durante su formación. Estos entrecruzamientos de genes (crossing over) ocurren al azar, tanto en número como en secciones de cromosomas afectados. El resultado es que óvulos y espermatozoides son todos genéticamente diferentes entre sí.

Por otra parte, vuelve a intervenir el azar a un segundo nivel en el momento en que es un determinado espermatozoide (y no otro) el que fecunda a un determinado óvulo (en vez de a otro).

Resultado de todo ello es que el sexo aumenta brutalmente las posibilidades de generación de individuos genéticamente diferentes en las especies y, con ello, se disparan sus posibilidades de supervivencia y diversificación. Si lo comparamos con la acumulación de mutaciones no letales -la lenta vía de aumento de diversidad de las especies que sólo se reproducen asexualmente-, el sexo supuso la multiplicación rápida de la potencialidad de generar descendientes genéticamente diversos y la ampliación exponencial del abanico de opciones potencialmente adaptativas a entornos diferentes de las especies. En otras palabras, el sexo le dió marcha a la evolución.

Para quienes todavía no estén suficientemente asombrados con las ventajas que acarrea la reproducción sexual, resulta que ofrece algunos beneficios extra. Concretamente permite contrarrestar los efectos negativos de muchas mutaciones nocivas que genera el azar. La dotación genética doble posibilita que el alelo bueno neutralice al alelo deletéreo del cromosoma homólogo. Por esa misma razón, se crea la posibilidad de que las infrecuentes mutaciones ventajosas que surgen en individuos separados, se puedan combinar en un solo ser (homocigótico para ese carácter).

Pero aún hay más. Sir Ronald Fisher ya sugirió hace un siglo que el sexo podría facilitar la propagación de genes ventajosos, al permitirles escapar mejor de su entorno genético si surgieran en un cromosoma con genes nocivos.

(resistir a los parásitos) Un último argumento lo aportan los autores que sugieren que el sexo ayudaría a los individuos a resistir los parásitos. En esta nueva interpretación biológica de la paradoja de la Reina Roja de Lewis Carroll, los anfitriones sexuados estarían continuamente corriendo (adaptándose) para permanecer en un mismo lugar

Ya ven, el sexo es un auténtico invento, evolutivamente hablando. Y eso que ni siquiera he hecho una velada alusión a todos los detalles en los que no me cabe duda que todos los lectores estarán pensando…

A. Victoria de Andrés Fernández no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.

Fuente: The Conversation (Creative Commons)
Author: A. Victoria de Andrés Fernández, Profesora Titular en el Departamento de Biología Animal, Universidad de Málaga