Cómo Los Órganos Sexuales Se Inician

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Una nueva investigación muestra cómo los genitales externos surgieron de lugares de partida muy diferentes para los reptiles y los mamíferos.

Si volteas un ratón y una serpiente para buscar sus órganos sexuales, es probable que obtengas una apreciación de la diversidad de genitales en el mundo animal. Abajo, cerca de sus colas, los ratones machos tienen penes con pequeñas espinas y las hembras tienen vaginas. Pero las serpientes macho tienen un par de penes, llamados hemipenes, más cerca de la mitad de su cuerpo, y durante el sexo, insertan uno en la abertura universal de la hembra.

Hay una buena razón por la que encontrarías los órganos sexuales en diferentes puntos de un ratón y una serpiente, según un nuevo estudio. Durante el desarrollo temprano, los genitales de serpientes surgen en realidad del tejido vestigial que habría dado lugar a sus patas traseras. (Las serpientes perdieron sus extremidades hace mucho tiempo durante el curso de la evolución). Mientras tanto, el tubérculo genital en los mamíferos, la parte que eventualmente se convertirá en pene o clítoris, se deriva del tejido de la yema de la cola.

Los hallazgos, que se publicaron hoy (5 de noviembre) en la revista Nature, arrojaron luz sobre cómo surgieron los genitales externos a partir de estos tejidos de partida muy diferentes para reptiles y mamíferos. [Los 7 penes animales más raros]

"Siempre se ha sugerido que las extremidades y los genitales podrían haber evolucionado", dijo Patrick Tschopp, un investigador postdoctoral de la Escuela de Medicina de Harvard, quien dirigió el estudio. "Cuando los animales avanzaron hacia ambientes secos, dos cosas tuvieron que cambiar".

Primero, los primeros animales que se arrastraron a la tierra hace cientos de millones de años tuvieron que evolucionar las extremidades de las aletas para poder moverse, Tschopp le dijo a WordsSideKick.com. Segundo, las criaturas tenían que encontrar una forma de proteger sus huevos y evitar que se secaran. Estaban enfrentando un ambiente mucho más hostil, y ya no podían liberar sus óvulos y esperma en el agua. La solución de la naturaleza fue la fertilización interna, el parto directo del macho a la hembra, lo que requirió genitales externos.

Tschopp y sus colegas decidieron rastrear el linaje de los genitales externos en ratones, pollos, lagartos y serpientes. Lo hicieron inyectando un tinte fluorescente para marcar la cloaca embrionaria, una estructura transitoria que eventualmente se desarrolla en el tracto urinario y intestinal. Los investigadores hallaron que en las primeras etapas del desarrollo, antes de que se determinara el sexo del embrión, la cloaca emitía señales que instruían a las células y tejidos vecinos a formar genitales externos. Para las serpientes y los reptiles, la cloaca se encuentra cerca de las extremidades posteriores, por lo que los genitales comienzan a desarrollarse allí. Para los ratones y las aves, la cloaca se encuentra cerca de la yema de la cola, y ahí es donde terminan los genitales.

Luego, los investigadores ponen sus resultados a prueba en un experimento de laboratorio. Colocaron artificialmente la cloaca en un embrión de pollo para que estuviera más cerca de la posición de la cloaca en una serpiente o reptil. En consecuencia, las células circundantes comenzaron a responder como si fueran genitales.

"Encaja en un patrón general que ya se conocía, de una evolución muy rápida y diversa de los genitales", dijo Menno Schilthuizen, biólogo del Centro de Biodiversidad Naturalis en los Países Bajos, que no participó en el estudio.

En muchas especies, se cooptan diferentes órganos por sexo, y la forma y función de esos órganos puede evolucionar muy rápidamente. Por ejemplo, aunque pueden ser pequeños, los ácaros tienen una gran variedad de formas de transferir esperma, dijo Schilthuizen. Algunos han desarrollado penes. Pero otros usan sus mandíbulas para entregar esperma a sus compañeros. Algunos ácaros simplemente producen un paquete de esperma y lo dejan en el piso para que la hembra lo tome a su antojo.

"Sabemos mucho, por supuesto, sobre los órganos en sí mismos y cómo se ven y cómo cambian de forma durante la evolución", dijo Schilthuizen, quien recientemente escribió un libro sobre la evolución genital llamado "Nature's Nether Regions" (Viking, 2014). "No sabemos mucho sobre las vías de desarrollo que siguen".

Este estudio, dijo Schilthuizen, en realidad describe la forma en que los diferentes tipos de células se convierten en genitales.

Los autores del estudio dijeron que sus hallazgos también ilustran un ejemplo de "profunda homología" en la evolución.

"Una estructura encontrada en dos organismos diferentes es 'homóloga' si la estructura fue heredada de un ancestro común que tenía una versión de esa estructura", dijo el investigador del estudio Clifford Tabin, profesor de genética en la Escuela de Medicina de Harvard.

Tradicionalmente, las partes del cuerpo solo se ven como "homólogas" si se heredaron de un ancestro común. Por ejemplo, un ala de murciélago, una aleta de ballena y una mano humana son homólogos, porque todos se derivan de la misma extremidad anterior de un antepasado común, explicó Tabin en un correo electrónico. Los genitales externos de mamíferos y reptiles evolucionaron por separado, por lo que no son homólogos. Sin embargo, parecen compartir un conjunto ancestral de señales y respuestas moleculares, lo que sugiere que tienen una "profunda homología" a nivel genético.

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Suplemento De Vídeo: Formacion de los organos genitales.




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