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Origin and evolution of the sexes and reproductive systems: novel insights from a distant eukaryotic lineage

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Las algas marrones ofrecen pistas sobre el origen de los sexos

Unos científicos han logrado comprender más a fondo cómo evolucionó la determinación del sexo en las algas marrones, lo cual ha ofrecido pistas sobre algunos de los mecanismos que determinan procesos biológicos fundamentales en todos los seres vivos.

Investigación fundamental

Los mecanismos de determinación el sexo difieren entre unos organismos vivos y otros. Puede estar causado por factores ambientales, como sucede con la temperatura de incubación de los huevos de cocodrilo, factores genéticos (cromosomas sexuales) o una combinación de ambos, en el caso de algunas especies de peces. «Sabemos bastante acerca de la determinación del sexo en animales», señala la coordinadora del proyecto SEXSEA, Susana Coelho, que llevó a cabo su investigación en el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) francés) y ha sido recientemente nombrada directora del Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo en Alemania. «Sin embargo, sabemos muy poco acerca de lo que sucede en el mundo de las algas». Las algas marrones han evolucionado independientemente de los animales y las plantas terrestres durante más de mil millones de años y, en menos de trescientos millones de años, han desarrollado cuerpos multicelulares cuya complejidad rivaliza con la de las plantas. «Las algas marrones son unos organismos increíbles con una inmensa importancia ecológica, y también se dividen en machos y hembras», añade Coelho. «Pero no sabemos bastante sobre su biología, ni tampoco cómo se forman estos machos y hembras».

Determinación del sexo

Para remediar esta brecha del conocimiento, en el proyecto SEXSEA, respaldado por el Consejo Europeo de Investigación, se intentaron descubrir los mecanismos de determinación del sexo de las algas. «Comparamos diferentes especies de algas y logramos identificar genes que siempre estaban ligados a ejemplares macho o a ejemplares hembra», explica Coelho. «Los genes que siempre están ligados al sexo son los que están presentes desde antes de que se produjera la especiación». La especiación ocurre cuando un grupo de una especie se separa de otros miembros de la misma especie y desarrolla características propias. A partir de esta información, Coelho y su equipo dataron el origen de los cromosomas sexuales en una escala evolutiva. De este modo, consiguieron identificar la base cromosómica de la determinación del sexo y proporcionar cimientos sólidos para comprender la biología de las algas marrones. «Hemos podido generar una perspectiva de mil millones de años sobre la evolución de los cromosomas sexuales», señala Coelho. «También hemos identificado y caracterizado los cromosomas sexuales de diversas especies de algas marrones, lo que ha aumentado nuestra comprensión de los procesos clave que subyacen al origen y la evolución de los sexos».

La evolución de los sexos

El hecho de que las algas marrones evolucionaran independientemente de los animales y las plantas permitió a Coelho estudiar la universalidad o singularidad de los procesos que propician la evolución de los sexos. «Por ejemplo, uno de los genes contenidos en el cromosoma masculino presenta similitudes con el gen SRY», añade Coelho. «Este gen está implicado en la determinación del sexo masculino en animales, humanos incluidos». Sin embargo, dado que los dos sexos emergieron de forma independiente en algas y animales, Coelho concluye que es probable que haya existido algún tipo de proceso de evolución convergente. «La naturaleza podría disponer de opciones limitadas en lo que respecta a ciertos tipos de procesos biológicos», afirma la investigadora. «Estos genes podrían haberse "reutilizado" en algas y animales para determinar el sexo». En lo sucesivo, una pregunta que Coelho está interesada en examinar es cómo se produce el hermafroditismo, proceso por el cual un mismo individuo desarrolla estructuras masculinas y femeninas. «¿Qué pasa con los cromosomas sexuales en un contexto hermafrodita?», se pregunta Coelho. «¿Y por qué no todas las algas marrones son hermafroditas?». Este trabajo fascinante ha puesto de relieve que, para entender de verdad la biología, los investigadores tienen que plantearse mirar más allá de los modelos típicos de animales y plantas. «Espero que este proyecto haya demostrado que las algas marrones son unos organismos maravillosos», añade Coelho. «Estudiar estas algas me ha proporcionado una visión mucho más amplia de la biología».

Palabras clave

SEXSEA, sexo, algas, genética, cromosomas, biología, gen, evolución, hermafrodita

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