La hipótesis de la Reina Roja

Los casi 7,000 millones de seres humanos que habitan el planeta Tierra están divididos por partes casi iguales en hombres y mujeres. Tomando en cuenta que el mecanismo mediante el cual nos reproducimos es de carácter sexual, el que haya igual número de hombres que de mujeres no nos resulta sorprendente y rara vez nos preguntamos por sus causas.

En la naturaleza, no obstante, hay organismos que se reproducen de manera asexual y esto pareciera tener ventajas desde el punto de vista evolutivo. Tenemos, por ejemplo, que la reproducción asexual podría ocurrir al doble de rapidez que la reproducción sexual, ya que ésta requiere de una división de la población entre hembras y machos lo que la hace menos eficiente.

Así, los machos, que no cuentan con la capacidad de reproducirse, estarían ocupando lugares que de otro modo podrían ser ocupados por individuos que sí lo podrían hacer. La reproducción sexual tiene entonces un costo que debe ser compensado en términos evolutivos de algún modo.

Las ventajas de la reproducción sexual pueden ser entendidas por medio de la hipótesis de la Reina Roja, desarrollada en 1973 por el biólogo evolucionista Leigh Van Valen. Según esta hipótesis, las especies están continuamente evolucionando a fin de adaptarse a un medio ambiente continuamente cambiante.

El nombre de la hipótesis de la Reina Roja fue inspirado por el personaje homónimo de la novela de Lewis Carroll “Alicia a través del espejo” publicada en 1871. En un pasaje de esta novela, Alicia se encuentra corriendo apresuradamente junto a la Reina Roja, quién la apremia a correr todavía más rápido. Lo curioso es que Alicia encuentra que a pesar de correr tan rápido como puede, los objetos a su alrededor no parecen cambiar de lugar. “Pero ¿cómo? ¡Si parece que hemos estado bajo este árbol todo el tiempo! ¡Todo está igual que antes!”, exclama Alicia al final de la carrera.

Así, al igual que Alicia corriendo y viendo que nada cambia, las especies tienen que estar continuamente evolucionando simplemente para mantenerse en la misma condición de adaptación al medio y no extinguirse. Como lo expresa la Reina Roja: “Lo que es aquí, como ves, hace falta correr todo cuanto uno pueda para permanecer en el mismo sitio. Si se quiere llegar a otra parte hay que correr cuando menos dos veces más rápido”.

Aplicada a la reproducción sexual, la hipótesis de la Reina Roja nos dice que a través de la mezcla de los genes del padre y de la madre se genera una diversidad genética que contribuye a la defensa de la especie contra organismos parásitos, los cuales a su vez están también evolucionando permanentemente. Los organismos que se reproducen de forma asexuada, en contraste, evolucionan más lentamente y se adaptan al medio de manera menos eficiente.

En un artículo publicado el pasado jueves en la revista “Science” por un grupo de investigadores de la Universidad de Indiana, Estados Unidos, se reportan los resultados de un estudio que apoyan la hipótesis de la Reina Roja. En el mismo se emplearon gusanos C. elegans, los cuales pueden reproducirse tanto sexual como asexualmente. En condiciones normales, el 20% de los C. elegans se reproduce sexualmente y el resto lo hace de manera asexuada. Durante los experimentos los gusanos fueron expuestos a la bacteria S. marcescens que se sabe les es tóxica.

Para el estudio se prepararon tres grupos de gusanos. Un primer grupo se puso en contacto con la bacteria y a ambos, gusanos y bacterias, se les permitió que evolucionaran libremente. Como resultado, se encontró que el porcentaje de C. elegans que se reproducía sexualmente se incrementó del 20% inicial a un 80-90%. Un segundo grupo de gusanos se puso en contacto con bacterias S. marcescens que se mantuvieron sin evolucionar. En este caso, después de un incremento inicial en el porcentaje de gusanos que se reprodujeron sexualmente, éste disminuyó posteriormente y se estabilizó en 20%. Un tercer grupo de gusanos evolucionó sin contacto con las bacterias, manteniendo el porcentaje de reproducción sexual en 20%.

En un experimento adicional se creó un grupo de gusanos que solamente se podría reproducir de manera asexuada. Después de exponerlos a las bacterias S. marcescens, el grupo de gusanos se extinguió en 20 generaciones.

Los resultados del estudio muestran que la presión que los microbios S. marcescens ejercen sobre los gusanos C. elegans hace que estos cambien su modo de reproducción dominante de asexual a sexual, y que esto es esencial para su supervivencia en presencia de las bacterias S. marcescens. La reproducción sexual en general podría ser entonces producto de un proceso de adaptación por la presencia de organismos parásitos, sin la cual la especie terminaría por extinguirse.

Adicionalmente, el estudio echaría abajo la noción de que los machos ocupan espacios costosos desde un punto de vista evolutivo. Noción que, por lo demás y con seguridad, resultaría poco popular entre la población masculina.