La mayoría de los biólogos evolutivos distinguen una especie de otra en función de la reproductividad: los miembros de diferentes especies no se aparean o no se pueden aparear entre sí o, si lo hacen, la descendencia resultante a menudo es estéril, inviable o sufre alguna otratipo de condición física reducida.
Durante la mayor parte del siglo XX, los científicos creían que esta incompatibilidad reproductiva evolucionaba gradualmente entre las especies como un subproducto de la adaptación a diferentes circunstancias ecológicas: si dos especies se aislaban geográficamente, adaptarían las diferencias en función de su entorno. Nueva investigación realizadaen la Universidad de Rochester, en colaboración con la Universidad de Nebraska, muestra, sin embargo, que hay más factores en juego, específicamente la presencia de genes egoístas llamados elementos de impulso meiótico, cuyo flujo entre las especies puede determinar si dos especies convergen o divergenEn un nuevo artículo publicado en la revista eLife , los investigadores muestran que los cromosomas sexuales evolucionan para ser genéticamente incompatibles entre especies más rápido que el resto de los cromosomas genéticos y revelan los factores en juego en esta incompatibilidad.
Cuando dos miembros de una especie se aparean e intercambian material genético, esto se conoce como flujo genético. Sin embargo, cuando dos miembros de una especie diferente se aparean, el flujo genético se reduce. "Los genes de una especie simplemente no pueden hablar con los genes delotras especies ", dice Daven Presgraves, profesor de biología del decano en Rochester. Aunque los genes pueden funcionar bien en su propio fondo genético, cuando se trasladan al fondo genético de otra especie, tienen efectos negativos". Todos los genescopias en usted y yo trabajamos en el genoma humano, pero si le quitáramos un gen y lo pegáramos en un loro guacamayo, no habrían visto esta secuencia antes y podría no funcionar junto con los otros genes.comprometería algún tipo de función como la fertilidad "
Esto es lo que sucedió cuando Presgraves y miembros de su laboratorio cruzaron dos especies diferentes de moscas de la fruta, una de Madagascar y la otra de la isla de Mauricio. Cuando se cruzaron las dos especies, su descendencia híbrida hembra era fértil, pero el híbridola descendencia masculina era completamente estéril. "Uno de los pasos para completar el aislamiento reproductivo es que el sexo XY se vuelve estéril primero en esa acumulación gradual de incompatibilidad", dice Presgraves. En el caso de las moscas de la fruta, como en los seres humanos., el sexo XY es masculino.
Los cromosomas se dividen en dos tipos: alosomas o cromosomas sexuales, y autosomas, o cromosomas corporales. Los rasgos genéticos vinculados al sexo de un organismo se transmiten a través de los cromosomas sexuales. El resto de la información genética hereditaria se transmite a través de los autosomasCuando los investigadores mapearon los factores que hacen que los machos híbridos se vuelvan estériles, encontraron que había muchos más factores de incompatibilidad en el alosoma X en comparación con los autosomas. Esto significa que los cromosomas sexuales se vuelven funcionalmente diferentes entre especies mucho más rápido que los cromosomas no sexuales., Dice Presgraves: "Hay mucho más intercambio entre los autosomas que en la X".
¿Pero qué es lo que hace que los cromosomas sexuales acumulen incompatibilidad genética más rápido que el resto del genoma?
Los investigadores encontraron que una clase de "genes egoístas" llamados elementos de impulso meiótico son responsables de hacer que los cromosomas sexuales sean genéticamente incompatibles a un ritmo más rápido. En general, los genes egoístas son parásitos del genoma; se propagan a expensas de otrosgenes. Los elementos impulsores meióticos, en particular, sabotean las reglas de la herencia típica: en la herencia mendeliana normal, un gen se transmite a la mitad de la descendencia. Sin embargo, los elementos impulsores meióticos manipulan la reproducción para que puedan transmitirse a sí mismos más que su parte del genoma.En las moscas de la fruta macho híbridas, los elementos de impulso meiótico generalmente matan cualquier esperma que no los transporta, dejando solo o principalmente espermatozoides que sí transportan los elementos de impulso meiótico.
"Esto podría deberse a que múltiples elementos impulsores meióticos de ambas especies parentales no están suprimidos en los híbridos, y su acción combinada causa esterilidad", dice Colin Meiklejohn, un ex estudiante postdoctoral en el laboratorio de Presgraves.
Sin embargo, en un giro, los investigadores también descubrieron que si los elementos impulsores meióticos pueden experimentar el flujo de genes, también pueden ayudar a unir las especies. Durante la especiación temprana, cuando dos especies diferentes apenas comienzan a separarse una de la otra,La incompatibilidad reproductiva puede ser incompleta y "permeable": parte del genoma puede ser compatible e intercambiable.
"Si dos poblaciones tienen fugas y hay oportunidad para el flujo de genes, un gen egoísta puede filtrarse a la otra población y extenderse allí", dice Presgraves. Si la especie se cruza y este gen egoísta puede transmitirse, en cambiode volverse incompatible, "esa parte del genoma será perfectamente intercambiable. En algunos casos, un gen egoísta básicamente borrará la acumulación de incompatibilidades para una parte del genoma".
Es decir, los elementos de impulso meiótico pueden causar incompatibilidades entre especies si no experimentan el flujo de genes, o pueden causar una convergencia de las especies, si las especies sí experimentan el flujo de genes. Un factor importante para determinar si una especie es o noPresgraves dice que "las especies, incluso las que están geográficamente aisladas, tienen muchas más fugas de lo que pensamos", dice Presgraves.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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