Por qué la clonación es tan rara en la naturaleza

Una de las principales características de los organismos vivos es su capacidad para hacer copias de sí mismos, es decir, la reproducción. Y cuando hablamos de reproducción, inevitablemente nos viene a la mente la palabra sexo. Esto es así porque la inmensa mayoría de los organismos se reproducen sexualmente y eso significa que se requieren dos individuos complementarios, que aportarán su información genética para la formación del nuevo individuo. Cuando decimos "la inmensa mayoría" no exageramos, ya que la reproducción sexual es dominante en la mayor parte de seres vivos, desde las algas a los vertebrados.

En la reproducción sexual, lo habitual es que cada individuo tenga dos juegos de cromosomas, uno procedente de cada progenitor y que denotamos por n, o número haploide. El organismo adulto es diploide, o 2n, lo que implica que si produjese gametos con su información genética (2n) que se uniesen a los de su compañero/a sexual (2n), entonces el nuevo individuo sería tetraploide (4n) y se doblaría el número de cromosomas en cada generación. Para evitar este problema, las células sexuales –es decir, los gametos– son haploides (n) y uniéndose generan un individuo diploide, pero con el "coste" de que cada progenitor solo comparte el 50% (en media) de los genes con su descendencia.

Pero también existe la posibilidad de que un individuo genere una copia de sí mismo sin recurrir a la aportación de genes de otro individuo, con lo que tendría el 100% de similitud genética con su descendencia. Esto se conoce como reproducción asexual y es una prerrogativa de las hembras.

Es difícil definir al sexo femenino si no existe el masculino con el que contraponerlo (y viceversa), pero cuando la reproducción asexual evoluciona de forma secundaria, es decir, cuando aparece en un linaje evolutivo que se reproduce sexualmente, entonces son las hembras las que pueden realizar este tipo de reproducción, perdiéndose el sexo masculino.

Hijas idénticas a sus madres

La partenogénesis es un tipo de reproducción asexual que emplean las hembras de algunas especies para realizar copias de sí mismas. Las hijas son copias idénticas de su madre, salvo por las mutaciones que puedan aparecer en cada generación.

Pongamos el ejemplo de un insecto, una hembra de damisela o caballito de agua, que llega a una isla en medio del océano, sobrevive a un difícil viaje y se encuentra sola, sin un macho con el que reproducirse. Lo habitual sería que esa colonización no tuviese éxito, ya que aunque la hembra pusiese huevos, estos no serían fértiles.

Pero si ocurre una mutación que permitiese a la hembra duplicar los cromosomas de sus óvulos, entonces el embrión sería diploide y podría ser viable. Se puede generar una población de hembras clónicas, idénticas entre ellas, que se mantenga y crezca al doble de velocidad que lo harían los descendientes de una hembra sexual, ya que cada hija de la hembra partenogenética sería capaz de poner huevos, pero solo la mitad de los descendientes de una hembra sexual pueden ponerlos (las hembras).

Así que, en teoría, las hembras partenogenéticas deberían dominar en esa población, por reproducirse al doble de velocidad que las hembras sexuales. Esto se conoce como "el doble coste del sexo". Para que la reproducción sexual se mantenga, el sexo debe conferir ventajas que superen a esa capacidad de crecer rápidamente que tienen las hembras partenogenéticas.

Los clones de la damisela de las Azores

Este ejemplo que hemos elegido no es una ficción. Está inspirado por la historia de una pequeña damisela que se distribuye desde el sur de Canadá hasta el norte de Brasil, y que se denomina Ischnura hastata.

Esta especie tiene machos y hembras en todas sus poblaciones, incluidas las islas Galápagos, donde es la única especie de damisela. Pero hay una excepción: las islas Azores, donde según nuestros estudios todas las poblaciones en todas las islas están constituidas por hembras partenogenéticas, clones, que han tenido tanto éxito que son la especie de damisela más común en ese archipiélago.

El ejemplo de Ischnura hastata es lo que se conoce como partenogénesis geográfica, el hecho de que la partenogénesis es más probable que evolucione y se mantenga en los lugares extremos (al borde) de la distribución geográfica de una especie.

Nadie sabe a ciencia cierta por qué en las islas Galápagos (o en el Caribe) Ischnura hastata no es partenogenética, pero el estudio de las poblaciones azoreñas de esta especie muestra que la reproducción asexual puede dar una ventaja evolutiva clara.

Y esta especie no es el único ejemplo de partenogénesis. Se conocen poblaciones partenogenéticas en todos los órdenes de insectos (es decir, los grandes grupos como escarabajos, mariposas, moscas, saltamontes, etc.), aunque son una minoría.

Entre los vertebrados, la partenogénesis ha evolucionado de forma repetida, en los peces, anfibios, reptiles y, más raramente, aves, pero hasta donde sabemos, no existe ninguna especie de mamífero partenogenética.

Las desventajas de clonarse

La partenogénesis conduce a una reducción de la variabilidad genética en la descendencia. Esto podría hacer a estas poblaciones más susceptibles ante el ataque de los parásitos, ya que, al no tener apenas variabilidad genética, los parásitos podrían extenderse más fácilmente por toda la población, al no disponer de mecanismos defensivos variados (todos los individuos son iguales).

Esta hipótesis que relaciona la reproducción sexual con la ventaja de la variabilidad genética frente a los parásitos se conoce como la hipótesis de la Reina Roja, en alusión a un pasaje de Alicia en el País de las Maravillas donde, para mantenerse en el mismo sitio, hay que correr constantemente. Es decir, para no sucumbir ante los parásitos, hay que generar variabilidad genética continuamente, y eso solo lo puede hacer la reproducción sexual. Esa sería una buena razón que explica por qué la partenogénesis no es predominante en la naturaleza.

Las vías por las cuales se abandona la reproducción sexual por la partenogénesis son variadas y dependen mucho del tipo de organismo. Parece haber cierta predisposición en los insectos, y, de hecho, los himenópteros (el orden que engloba a abejas, avispas y hormigas) son haplodiploides, y por lo tanto todas las especies tienen capacidad de reproducirse por partenogénesis, si bien para producir únicamente machos.

Los huevos no fertilizados dan lugar a machos haploides (por partenogénesis) y los que sí son fertilizados producen hembras diploides (por reproducción sexual). Las hembras de estos insectos tienen la capacidad de elegir el sexo de sus descendientes simplemente fertilizando o no el huevo, y lo hacen ajustando la proporción de sexos a las circunstancias.

Ahora sabemos que ciertos organismos unicelulares que viven en el interior de muchos insectos pueden provocar partenogénesis, y permitir que las hembras de himenópteros produzcan hembras a partir de huevos no fertilizados, e incluso son capaces de feminizar o matar a los embriones que serían machos. Es otra vía sorprendente de evolución de la reproducción asexual, en este caso mediante una infección por parte de un microorganismo. Y como tal infección, se puede curar eliminado al agente infeccioso con antibióticos, con lo que se pierde la partenogénesis.

En conclusión, aunque el sexo es dominante en la naturaleza, existen numerosas circunstancias que han conducido a la evolución de reproducción sin sexo, mediante partenogénesis. Es muy probable que los parásitos y las circunstancias ecológicas favorezcan a las formas sexuales frente a las partenogenéticas, lo que explicaría por qué la partenogénesis es rara.

Adolfo Cordero Rivera, Catedrático de Ecología, Universidade de Vigo.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.