La reproducción sexual en plantas y animales presenta un enigma evolutivo. Es genéticamente riesgoso, requiere mucho tiempo y es propenso a errores, lo que posiblemente conduzca a una menor aptitud física. Y, sin embargo, al menos el 99% de todas las plantas y animales se reproducen sexualmente. Este punto en común plantea la cuestión de si existen presiones evolutivas universales para seleccionar y mantener la reproducción sexual.
Elvira Hörandl sostiene en un artículo de revisión publicado en Annals of Botany que La necesidad de reparar el ADN puede ser la base de la casi universalidad del sexo en los reinos vegetal y animal.. Y utiliza plantas terrestres como herramienta para defender su caso.
“Las plantas terrestres son de especial interés para esta cuestión porque, por un lado, predomina la reproducción sexual, similar a la de los animales; Por otro lado, algunas teorías desarrolladas para animales no son fácilmente aplicables a las plantas porque los organismos autótrofos tienen diferentes limitaciones fisiológicas”.
El proceso clave en la reproducción sexual es la meiosis, definida como el emparejamiento y recombinación de los cromosomas parentales correspondientes. Durante este proceso, el ADN de los padres se fusiona para crear una variación genética en la descendencia. Las nuevas combinaciones genéticas pueden ser ventajosas, neutrales o incluso perjudiciales para la aptitud física si se descomponen genes bien adaptados.
Hörandl sostiene que las plantas no necesitan la meiosis para lograr combinaciones genéticas ventajosas; en su lugar, se puede utilizar la poliploidía. En las plantas, muchas especies son poliploides, es decir, tienen múltiples genomas, y la variación genética individual es correspondientemente alta. Esta diversidad genética incorporada confiere la "plasticidad fenotípica" necesaria para que las plantas respondan a factores estresantes ambientales como la luz, el calor, la sequía y la sal. En este contexto, la reproducción asexual, donde las plantas se reproducen sin meiosis, puede tener sentido como estrategia reproductiva.
Sin embargo, si bien muchas plantas se reproducen asexualmente, Hörandl muestra que muchas de esas especies siguen vías de reproducción sexual y asexual en paralelo en la misma planta de manera flexible y no dependen únicamente de formas de reproducción asexual.
Y entonces, la pregunta es: si la poliploidía y la reproducción asexual son suficientes para crear la diversidad genética necesaria para la aptitud, ¿por qué entonces las plantas se preocupan por la reproducción sexual?
Hörandl sugiere que la teoría de la restauración del ADN ofrece la respuesta. Esta teoría postula que la función principal de la meiosis es reparar el ADN dañado y eliminar las mutaciones negativas en cada generación. En consecuencia, la recombinación genética no es el objetivo final de la reproducción sexual, sino un subproducto de un mecanismo de reparación del ADN.
El ADN necesita reparación porque se daña continuamente por la respiración mitocondrial y por la fotosíntesis en las plantas. Hörandl escribe que:
"A largo plazo, la reproducción asexual sin ninguna recombinación daría lugar a una decadencia genómica debido a la acumulación de mutaciones nocivas, específicamente en poblaciones pequeñas, lo que finalmente conduciría a la extinción del linaje asexual".
De hecho, la reproducción sexual y, en consecuencia, la meiosis, se desencadena en plantas cultivadas en entornos estresantes que provocan daños en el ADN. Hörandl señala que sólo
"...un poco de sexo (una media de ~6 % de descendencia recombinada en tres progenies) es suficiente para evitar la acumulación de mutaciones a lo largo de generaciones".
En consecuencia, las especies pueden haber desarrollado la capacidad de reproducirse sexualmente para reparar y mantener su ADN.
LEA EL ARTÍCULO:
Hörandl, E. (2024) “Apomixis y la paradoja del sexo en las plantas, " Annals of Botany, pág. mcae044. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aob/mcae044.
