Identificar los factores evolutivos de la gestación masculina
¿Qué determina que un animal macho o hembra tenga hijos? La cuestión evolutiva sigue siendo controvertida y carece de respuesta. La viviparidad —mantener un embrión dentro de uno de los progenitores hasta el nacimiento— está muy extendida, pero es la forma más costosa de reproducción. Al parecer, está más extendido entre las hembras, aunque en algunos animales, como los caballitos de mar, es el macho el que gesta. ¿Por qué ocurre? Estos interrogantes se analizaron en el proyecto MALEPREG, financiado con fondos europeos, a cargo de un equipo de investigadores dirigido por Olivia Roth, especialista en biología evolutiva marina de la Universidad de Kiel. Para identificar los beneficios que conducen a la evolución de la viviparidad, Roth analizó la evolución del sistema de apareamiento. El equipo del proyecto se centró en los signátidos (peces pipa y caballitos de mar), la mayoría de los cuales tienen roles sexuales inversos y presentan un gradiente evidente en las distintas especies entre la viviparidad completa (interna) y llevar los embriones en el lado ventral. «Aunque la gestación ha evolucionado más de ciento cincuenta veces en el reino animal, los signátidos muestran una evolución única de la gestación masculina», afirma Roth. «La investigación sobre la gestación pocas veces se centra en esta sorprendente convergencia, sino que se centra principalmente en la evolución de la gestación única en mamíferos».
Más allá del modelo mamífero
Para obtener más información sobre la evolución de la gestación, el equipo del proyecto MALEPREG, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, estudió más a fondo el modelo de evolución de la gestación en mamíferos. «Al comparar la evolución de la gestación masculina con la gestación en mamíferos, pudimos señalar sorprendentes similitudes en la adaptación e identificar mecanismos moleculares compartidos», añade Roth. «Probablemente son compartidos con muchas otras formas de evolución de la gestación y, por lo tanto, es muy probable que reflejen patrones generales de adaptación necesarios para que evolucione la gestación». Los investigadores también estudiaron las diferentes formas de gestación de los machos, desde los que únicamente llevan embriones en un lado del cuerpo hasta los que tienen sacos de cría y estructuras parecidas a la placenta para nutrir a los embriones durante la gestación. El equipo utilizó una amplia gama de métodos, como la genómica comparativa para determinar la pérdida y ganancia de genes en la evolución de la gestación y el papel del microbioma en la evolución de la gestación masculina y cómo los microbios configuran la descendencia en desarrollo.
Investigación de los vínculos entre la viviparidad y el sistema inmunitario
El equipo de MALEPREG también estudió la coevolución de los sistemas inmunitarios, los microbios específicos y la gestación, factores que se cree que están íntimamente relacionados. «Las adaptaciones inmunológicas parecen basarse en el núcleo de la evolución de la gestación. Por eso utilizamos un método experimental con trasplantes de aletas para entender el reconocimiento de lo propio frente a lo ajeno», explica Roth.
Descubrir vías evolutivas similares
Aunque la gestación masculina en los signátidos y la femenina en los mamíferos son distintas y totalmente independientes, los resultados sugieren que dichas adaptaciones dependen de vías muy similares. «La regulación de genes inmunitarios específicos que son, en los mamíferos, esenciales para el éxito de una gestación abarca exactamente los genes que se han perdido en el genoma de los signátidos», afirma Roth. «Una pérdida de dichos genes podría haber proporcionado la oportunidad evolutiva necesaria para la evolución de la gestación masculina». Algunos de los genes perdidos tienen un importante papel en un proceso esencial para el reconocimiento de lo propio y lo ajeno, lo cual contribuye en gran medida a la tolerancia inmunológica del embrión durante la gestación en mamíferos. «Constatamos una regulación diferencial de muchos genes conocidos de la gestación en mamíferos a lo largo de la gestación masculina», señala Roth. «Ello ha permitido profundizar en nuestra comprensión de que la evolución utiliza de forma independiente conjuntos de herramientas similares para que un rasgo específico evolucione».
Palabras clave
MALEPREG, caballito de mar, viviparidad, gestación masculina, mamíferos, genes, sistema inmunitario, vías evolutivas