La reproducción asexual conduce a mutaciones genéticas dañinas

Un equipo dirigido por biólogos de la Universidad de Texas en Arlington ha publicado un estudio que respalda la teoría de que las especies que se reproducen asexualmente tienen mutaciones genéticas más dañinas que las que utilizan la reproducción sexual.

José Maldonado, estudiante de doctorado en biología de la UTA, es el autor principal del nuevo artículo, titulado «La partenogénesis duplica la tasa de sustitución de aminoácidos en las mitocondrias de cola de látigo». Fue publicado en mayo en Evoluciónla revista insignia de la biología evolutiva.

Los coautores incluyen a TJ Firneno, un asociado de investigación postdoctoral en la Universidad de Denver que recibió su Ph.D. de la UTA en 2020; Alexander Hall, un especialista en aplicaciones de productos de Thermo Fisher Scientific que recibió un Ph.D. de la UTA en 2016; y Matt Fujita, profesor asociado de biología de UTA, quien es el asesor de la facultad de Maldonado y anteriormente ocupó el mismo cargo para Firneno y Hall.

La partenogénesis es una forma natural de reproducción asexual en la que el crecimiento y el desarrollo de los embriones se producen sin la fecundación de los espermatozoides. En general, se cree que la reproducción sexual conduce a menos mutaciones genéticas dañinas que la reproducción asexual.

En su nuevo estudio, Maldonado y sus coautores probaron esta teoría al estudiar Aspidoscelis, un género de lagartijas cola de látigo. Debido a su alta abundancia y distribución en el suroeste de los Estados Unidos y el norte de México, estos reptiles son un excelente sistema modelo para estudiar los mecanismos celulares fundamentales de la partenogénesis y las consecuencias genómicas de la asexualidad.

El equipo utilizó datos completos del genoma mitocondrial de lagartos cola de látigo asexuales y sexuales para investigar su predicción de que los linajes partenogenéticos acumulan mutaciones más rápido que los linajes sexuales.

«Nuestro estudio demuestra que cuando los lagartos cola de látigo pasan de reproducirse sexualmente a asexualmente, se produce la acumulación de mutaciones dañinas en el genoma mitocondrial», dijo Maldonado. «Si los asexuales acumulan más mutaciones dañinas que sus contrapartes sexuales, como muestran nuestros hallazgos, esto podría explicar por qué la reproducción asexual es rara en la naturaleza y por qué el sexo es la forma dominante de reproducción en el mundo natural».

El equipo tomó muestras de múltiples poblaciones de especies de cola de látigo tanto asexuales como sexuales en todo el suroeste de los Estados Unidos y recibió muestras de tejido adicionales de las colecciones del Museo Burke de Historia Natural y Cultura en Seattle y el Museo Americano de Historia Natural en la ciudad de Nueva York.

Su investigación mostró que la transición a la asexualidad condujo a una selección natural relajada en los lagartos partenogenéticos y la acumulación de mutaciones no sinónimas, que cambian las secuencias de proteínas de un gen y con frecuencia están sujetas a la selección natural. Esto respalda las predicciones teóricas anteriores de que «la pérdida del sexo debería conducir a una acumulación irreversible de mutaciones nocivas debido a una reducción en la eficiencia de la selección purificadora, y el sexo facilita la eliminación de mutaciones dañinas», escribieron.

«El principal hallazgo de nuestro estudio es que los vertebrados asexuales, o al menos estos lagartos, acumulan sustituciones de aminoácidos, lo que podría ser potencialmente malo para el organismo, a un ritmo mucho mayor que las especies sexuales», dijo Firneno. «Esto es importante porque existe la paradoja de que es mucho más costoso reproducirse sexualmente, pero es la forma generalizada de reproducción».