La guerra secreta entre espermatozoides que decide si el bebé será niño o niña
Después de cada eyaculación, miles de espermatozoides libran una competición microscópica por determinar el sexo de la descendencia. Un estudio revela que esta guerra genética entre los cromosomas X e Y podría ser mucho más estratégica de lo que imaginábamos.
Por Enrique Coperías
Investigadores de la Universidad de Míchigan han desentrañado el mecanismo que hay detrás de una carrera evolutiva entre los espermatozoides portadores del cromosoma X o Y para fecundar el óvulo. Ilustración generada con DALL-E
En términos evolutivos, la aptitud biológica se define como la capacidad de un organismo para sobrevivir y reproducirse, esto es, su habilidad para transmitir sus genes a la siguiente generación.
Los genes influyen directamente en esta aptitud, a veces compitiendo entre sí dentro del mismo organismo.
Esta competencia genética o carrera armamentística evolutiva es difícil de observar, salvo cuando los genes involucrados se encuentran en los cromosomas sexuales X e Y, responsables de determinar el sexo de la descendencia en mamíferos.
Quién fecundará el óvulo
Recordemos que los cromosomas sexuales X e Y determinan el sexo biológico en mamíferos. Las hembras tienen dos cromosomas X (XX) y los machos uno X y uno Y (XY). En la fecundación, el óvulo siempre aporta un cromosoma X, mientras que el espermatozoide puede aportar un X o un Y, lo que define si el embrión será femenino o masculino.
Aunque el proceso pueda parecer una simple cuestión de azar, investigaciones recientes sugieren que hay mecanismos genéticos y evolutivos que pueden influir sutilmente en qué tipo de espermatozoide tiene más probabilidad de fecundar el óvulo.
En ratones, esta carrera genética puede provocar una desproporción de crías machos o hembras, dependiendo de qué genes resulten favorecidos.
Una carrera que recuerda a la de conquistar la Luna
Un estudio de la Universidad de Míchigan, en Estados Unidos, ha desvelado el mecanismo detrás de esta carrera evolutiva, que determina qué espermatozoides portadores del cromosoma X o Y logran fecundar el óvulo, en una competencia que recuerda a las carreras espaciales por llegar a la Luna, aseguran los autores del trabajo.
«El espermatozoide portador del cromosoma X o Y que llega primero es el que consigue fecundar el óvulo», explica el Dr. Martin Arlt, investigador asociado del Departamento de Genética Humana, en un comunicado de la Universidad de Míchigan.
«Si existieran genes que favorecen a los espermatozoides con cromosoma X, veríamos una mayor proporción de descendencia femenina, y viceversa. Sin embargo, observamos una proporción cercana al 50/50», añade Arlt, primer autor del estudio, que ha sido publicado en la revista PNAS.
Levaduras en lugar de ratones
«A lo largo de la evolución, una proporción equilibrada de sexos es óptima para la supervivencia de una especie. Pero pequeñas variaciones pueden llevar eventualmente a su desaparición», explica Arlt.
Este equilibrio entre sexos se mantiene porque los genes en los cromosomas sexuales se coadaptan, o sea, que se regulan mutuamente para impedir ventajas desiguales.
Cómo sucede esto ha sido un misterio evolutivo, dado que los espermatozoides no pueden cultivarse fácilmente en laboratorio.
El equipo de la Universidad de Míchigan encontró una solución innovadora al transferir los genes Slxl1/Slx (ligados al cromosoma X) y Sly (ligado al cromosoma Y) de ratones a levaduras, un organismo modelo más fácil de manipular.
El papel de los genes Slxl1, Slx y Sly
«Introdujimos cada uno por separado en levaduras para entender mejor su función, y luego los combinamos para observar sus interacciones y competencia», detallan los investigadores.
Así descubrieron que las proteínas sintetizadas por los genes Slxl1/Slx y Sly, que influyen en la aptitud de los espermatozoides, compiten por unirse a unas proteínas llamadas spindlins, fundamentales en la regulación de la expresión génica.
Estas proteínas compiten por el mismo recurso: cuantas más proteínas del cromosoma X se unan a las spindlins, más espermatozoides X se generan, y lo mismo ocurre a la inversa con el cromosoma Y.
Sobre estas líneas, espermatozoides de roedor. Cortesía: Heidi Fisher / Howard Hughes Medical Institute
Empaquetamiento del ADN espermático
Hay que decir que los genes Slx/Slxl1 y Sly desempeñan un papel crucial en la espermatogénesis —el proceso de formación y desarrollo de los gametos masculinos—, especialmente en la fase postmeiótica, es decir, cuando las espermátidas, ya haploides —con un solo juego de cromosomas—, comienzan a diferenciarse en espermatozoides maduros.
Estos genes han sido estudiados principalmente en ratones, donde muestran una fuerte especialización y duplicación (son genes amplicónicos, o sea, que se hacen copias de sí mismos), una característica común en genes implicados en la reproducción.
Slx/Slxl1 se localizan en el cromosoma X, mientras que Sly está en el cromosoma Y. Su función principal está relacionada con la regulación de la expresión génica en las espermátidas. En esta etapa, se encargan de controlar la organización del material genético y facilitar el empaquetamiento del ADN, un proceso esencial para que el espermatozoide madure correctamente y sea funcional.
Unas proteínas de reciente innovación
Lo más interesante es que estos genes tienen funciones opuestas y, como se ha avanzado, forman parte de un conflicto genético entre el cromosoma X y el cromosoma Y. Mientras que los genes Slx y Slxl1 tienden a favorecer una mayor producción de espermatozoides portadores del cromosoma X, Sly promueve la formación de espermatozoides con el cromosoma Y.
Esto genera una especie de guerra genética interna, donde cada cromosoma sexual intenta asegurar su propia transmisión a la siguiente generación. El equilibrio entre estos genes es importante para mantener una espermatogénesis normal y una proporción equilibrada de sexos en la descendencia.
«Estas proteínas son innovaciones recientes en la evolución, con apenas unos pocos millones de años de antigüedad, surgidas mucho después de la divergencia entre humanos y chimpancés», comenta Jacob Mueller, profesor asociado de Genética Humana y autor principal del estudio.
«La espermatogénesis puede realizarse sin estos genes, pero en ratones, Slxl1/Slx y Sly se han integrado en un sistema clave para la especie. Tenemos evidencia de que estas carreras armamentísticas genéticas ocurren repetidamente en distintas especies y momentos evolutivos».
En el futuro, el equipo planea utilizar el modelo de levaduras para explorar más a fondo la evolución de la competencia entre genes X e Y, así como otros genes en conflicto evolutivo. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Míchigan
Fuente: M. F. Arlt, A. N. Kruger, C. M. Swanepoel & J. L. Mueller. Reenacting a mouse genetic evolutionary arms race in yeast reveals that SLXL1/SLX compete with SLY1/2 for binding to Spindlins. PNAS (2025). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2421446122
