Escrit per Jordi Domènech, Carol Gasset, Arianne Pérez, Héctor Ruiz
08/11/2006 13:39
Per què per fer un individu en necessitem dos? No seria més econòmic reproduir-se com els bacteris, que generen dos nous éssers per divisió d’un d’original? El sexe és un invent dels éssers vius que té bons motius per haver aparegut en l’evolució. Però què té d’especial?
(c) Katerina Govorushchenko
Per què ens reproduïm?
Els organismes vius som màquines amb un temps de vida limitat. Les nostres peces, les cèl·lules, envelleixen i s’espatllen. Tot i que comptem amb una certa capacitat de regeneració, hi ha cèl·lules que no tenen recanvi. Per altra banda, el medi al nostre voltant canvia, i d’un dia per l’altre ens podem quedar sense combustible (aliment) o bé ens pot matar una sequera, una inundació o el que sigui. L’única manera que una espècie sigui “immortal” és que fabriqui nous individus que substitueixin els que van desapareixent. Els nous individus han de ser similars als seus progenitors però és adient que no siguin clavats a ells: atès que el medi canvia, és bo poder comptar amb individus que, a diferència dels seus pares, siguin capaços d’adaptar-s’hi.
Això pot fer que, al cap d'un bon grapat
de generacions, els individus d'una espècie no s'assemblin gens
als seus avantpassats. És el que coneixem com a evolució.
Per què
ens reproduïm, doncs? Com que la reproducció consisteix en la còpia
i transmissió d'una informació genètica, sembla que són els gens
qui en realitat "ens utilitzen" (òbviament no hi ha una consciència
al darrera) per assegurar la seva permanència.
“El pollastre és el mitjà que tenen els gens del pollastre per a multiplicar-se”.
E.O. Wilson
Raquel Santos
La reproducción clònica
Quan tallem una estrella de
mar per la meitat, cada fragment es regenera i acaba convertint-se en
una nova estrella de mar. El resultat és que d'una sola estrella
se'n generen dues, i totes dues tenen la mateixa informació genètica.
D'això se'n diu un clon. Els bacteris es reprodueixen dividint-se
en dos, originant dues cèl·lules amb la mateixa informació genètica
que tenia la cèl·lula original. Això també ho fan les cèl·lules
del nostre cos.
El clonatge, és a dir, la generació d'individus
genèticament idèntics, és un fenomen natural de reproducció asexual
que utilitzen moltes espècies, ja siguin bacteris, fongs, plantes i
fins i tot animals. Els descendents generats per clonatge poden, tanmateix,
presentar algunes diferències genètiques respecte els seus progenitors:
això succeeix quan durant el procés de còpia de la informació genètica
es produeix un error: una mutació. Les mutacions són doncs l'única
font de variabilitat genètica dels individus que es reprodueixen asexualment.
La reproducció sexual, un misteri durant molt de temps
Antigament, es pensava que l’herència genètica en l’espècie humana funcionava exclusivament per via paterna. Segons el preformisme, es suposava que l’home introduïa una llavor en l’úter de la dona, i que aquesta només aportava el lloc on creixia aquesta llavor.
Omar Franco
El dibuixos de l'època ens representen
la llavor (l'espermatozoide) com un proto-humà en miniatura, com
el dibuix de l'homuncle de Leeuwenhoek. Potser ens podríem preguntar
si els filòsofs de l'època mai no s'havien parat a pensar per
què els fills tenien trets dels seus dos progenitors, aleshores...
Altres teories, com la de la pangènesi, seguint una idea del filòsof
grec Hipòcrates, proposava que la informació hereditària viatjava
de cada part del cos (braç, cama, cap, ull...) als genitals, i d'allà
passava al fetus. Aristòtil afinà més: per a ell, la fecundació
suposava la mescla de dues llavors, la masculina i la femenina. Avui
sabem que en els humans (i en totes les espècies que tenen reproducció
sexual) la informació genètica de cada nou organisme prové de cadascun
dels seus dos progenitors a parts iguals. Cadascun dels pares fabrica
una cèl·lula que conté la meitat de la informació genètica necessària
per construir un nou individu. En realitat, cada progenitor aporta una
còpia de tots els gens necessaris per fer un individu, de manera que
el descendent té la informació genètica duplicada. Tanmateix, de
cada parell de gens només en necessitarà un. Això és molt útil
quan algun dels gens que transmet el pare o la mare està "espatllat":
sempre en tindrem un de recanvi. Però si totes dues còpies del gen
que rep el nadó estan malmeses i la funció d'aquest gen és important,
les conseqüències poden ser fatals.
Totes les cèl·lules del nostre
cos tenen la informació genètica duplicada. Totes, excepte les cèllules
sexuals, els òvuls i els espermatozoides, que es fusionaran durant
la fecundació per donar lloc a una única cèllula: el zigot. Aquesta
cèl·lula, ara sí, tindrà una doble dotació genètica i es dividirà
de forma asexual milions de vegades per produir un individu sencer.
Oriol Massana
Una cursa èpica
Us imagineu córrer una cursa de Barcelona a Madrid amb 500 milions de participants més? Us imagineu fer aquest recorregut a una velocitat mitjana de 600 km/h, gairebé la meitat de la velocitat del so?
Perquè aquestes són les proporcions amb què s’enfronta un espermatozoide de 50 micròmetres quan és alliberat a la vagina, entre els 500 milions d’espermatozoides que conté cada ejaculació. La seva cursa discorre al llarg de 18 cm de difícil recorregut, passant per la vagina, el coll uterí i arribant a la meta, el preciat òvul, a les trompes de Fal·lopi. La seva velocitat mitjana és d’uns 5 mil·límetres per segon. Un cursa d’obstacles molt dura que només alguns centenars superaran, i només un d’ells aconseguirà acabar creuant la línia de meta, la paret de l’òvul. L’òvul, que en proporció és com una pilota de 34 metres de diàmetre, només deixarà entrar un dels espermatozoides perquè el fecundi. El material genètic de l’òvul i el de l’espermatozoide es fusionaran aleshores i es formarà així el zigot, la primera cèl·lula que constituirà l’individu sencer.
Per què no som clons dels nostres pares?
En general els pares s’assemblen als fills, però no són idèntics. El conjunt dels gens que tenim (el nostre genoma) prové dels nostres pares, i això fa que les seves característiques es manifestin en nosaltres. Tot i així, som diferents d’ells i alhora ens assemblem a tots dos. Per què? En els humans, la informació genètica està repartida en 23 llibres (cromosomes) diferents. Tenim dues còpies de cada llibre (46 llibres, en total) i d’aquestes dues còpies, n’hem rebut una de cadascun dels nostres pares. Les dues còpies de cada llibre poden presentar petites diferències entre elles, alguna línia o alguna paraula escrita diferent, que són les que determinen que siguem rossos o morens, alts o baixos, amb el nas gran o el nas petit.
Dirk Herrmann
Els nostres pares, alhora, tenen les seves dues còpies de llibres que van rebre dels nostres avis. En funció de quina de les dues còpies ens hagin passat, heretarem característiques pròpies del nostre avi o de la nostra àvia, ja sigui patern o matern. Per a la natura, cadascú de nosaltres és una nova combinació de gens que no havia existit mai abans.
Ryan Dyer
Per què el meu germà biològic i jo som diferents?
Si jo i el meu germà tenim els mateixos pares, i la informació genètica prové d’ells, el meu germà i jo no hauríem de ser clons (idèntics genèticament)? Doncs no. Això és resultat de com els nostres progenitors fabriquen les cèl·lules sexuals (els gàmetes), és a dir, els òvuls i els espermatozoides.
Dels 46 llibres (cromosomes) que té cada cèl·lula d’un individu, 23 vénen del pare i 23, de la mare. Per tant, quan els progenitors fabriquen les cèl·lules sexuals, és necessari que aquestes només tinguin 23 cromosomes i que hi hagi un de cada tipus.
A l’hora d’escollir un cromosoma de cada parell per formar una cèl·lula sexual, l’elecció es fa a l’atzar. Ara m’emporto el cromosoma número 1 que venia de la meva mare, ara el número 2 que venia del meu pare, etc. Cada progenitor posa a l’atzar una de les dues còpies que té de cada llibre a cadascun dels seus gàmetes. Les diferents combinacions de còpies fan que sigui difícil originar un gàmeta repetit. A més, per un procés que s’anomena recombinació meiòtica, les diverses còpies dels llibres dels nostres progenitors es poden intercanviar pàgines entre elles. Com que hi ha infinites combinacions de pàgines, és pràcticament impossible que dos gàmetes siguin iguals, i per tant, és impossible que tu i un germà teu tingueu exactament els mateixos gens. Només hi ha una excepció...
1 de cada 500 humans és un clon
En moltes pel·lícules i novel·les es parla de clons humans. Existeixen realment?
Com hem dit, els clons són individus que tenen idèntica informació genètica. Llavors, com pot ser que, si els humans ens reproduïm sexualment, i en aquesta reproducció cada individu és únic genèticament, hi hagi humans clònics?
Oriol Massana
Molt senzill: immediatament després de la fecundació, la cèl·lula zigot, que té la potencialitat de convertir-se en un individu sencer, es comença a dividir, per anar creixent i originar l’embrió. Les noves cèl·lules es creen per mitosi, procés en el qual cada cèl·lula és idèntica a la cèl·lula predecessora. En alguns casos, per accident, en alguna de les primeres divisions, les cèl·lules que formen l’embrió primerenc se separen. Com que durant les primeres fases de divisió totes les cèl·lules embrionàries són encara capaces de generar un individu sencer, es formen dos embrions. Aquests dos embrions procedeixen d’una mateixa cèl·lula i, per tant, tindran la mateixa informació genètica. Quan neixin, els dos nadons seran idèntics genèticament. Seran bessons monozigòtics (que procedeixen d’un mateix zigot). Tot i això, les nostres característiques no depenen només dels gens, i per això fins i tot els bessons són diferents entre ells.
(c) Michael Blackburn
Com dues gotes d’aigua?
Com que els bessons monozigòtics tenen el mateix genoma, els seus trets morfològics i fisiològics són més semblants que els dels germans nascuts de diferents parts. Ara bé, el seu aspecte físic, malgrat poder ser molt semblant, no és mai idèntic, com tampoc ho són els seus gustos, afeccions i caràcter.
El motiu d’aquestes diferències cal buscar-lo en les influències ambientals, que imprimeixen moltes característiques als humans. Cal recordar que l’ambient modula la manifestació dels gens i fins i tot pot fer que la seva funció no es manifesti. Les diferències degudes a l’ambient es fan molt patents quan s’analitzen bessons idèntics que, per causes alienes a ells i als investigadors, s’han separat poc després de néixer i han crescut i s’han educat en ambients socials diferents.
Si els dos embrions no acaben d’independitzar-se, es formen germans siamesos, que neixen units per una part del seu cos i que poden compartir alguns òrgans.
Hi ha humans hermafrodites?
Els hermafrodites són aquells individus que pertanyen als dos sexes al mateix temps. El terme prové dels déus grecs Hermes i Afrodita, que representaven la masculinitat i la feminitat, respectivament. En moltes religions existeixen déus hermafrodites, com el déu Quetzalcoatl asteca, o els déus Astarté, Adonis, Cibeles o Hapis de cultures antigues mediterrànies. A la natura, els éssers hermafrodites són abundants, principalment entre les plantes.
Boris Gomunik
Si mireu les flors de prop veureu que tenen una part central, el pistil
(part femenina), envoltada dels estams (part masculina). Per tant, la
mateixa planta presenta òrgans masculins i femenins. La majoria de
plantes són hermafrodites, tot i que n’existeixen algunes espècies que
presenten plantes mascles i plantes femelles.
Entre els animals és menys comú (ho són, per exemple, els cargols), i en els humans només són excepcions derivades de malformacions congènites.
Per què la reproducció sexual és millor?
Algú es podria plantejar que
clonar científics, futbolistes, músics, models... podria ser beneficiós.
Imagineu-vos el que suposaria que hi haguessin 15 Einsteins, 23 Naomi
Campbells, 12 Mozarts i 22 Rafaels Nadal!!
En realitat, no suposaria res.
A més del fet que una part important de les característiques que tenim
provenen de l'ambient, aquests personatges són importants perquè
són únics. Com cadascú de nosaltres. I a la natura, que cadascú
sigui diferent és molt important. Per què? L'entorn és canviant,
i cada espècie s'ha d'anar adaptant a les condicions de l'entorn.
En la reproducció asexual (que és un clonatge natural), cada nou individu
és genèticament idèntic al seu progenitor i no hi ha noves combinacions
de gens: el ritme d'evolució de l'espècie depèn només de la
mutació. En canvi, la reproducció sexual permet que cada individu
sigui una versió diferent, una combinació de gens que no havia existit
mai abans, i per tant, una carta més que augmenti les possibilitats
de l'espècie de guanyar en el joc de la supervivència. Algunes espècies
poden fer servir els dos tipus de reproducció. Les maduixeres, per
exemple, es poden reproduir per reproducció sexual (per això fan flors),
però també per reproducció asexual (mitjançant unes branques especials,
anomenades estolons, que formen una nova arrel i s'acaben separant
de la planta mare)
.
El sexe és un mecanisme de generació de variabilitat genètica que permet l’existència d’individus diferents en una població, augmentant així les capacitats de la població com a conjunt per sobreviure davant les vicissituds dels medi ambient.
Existiran un dia els nadons proveta?
Algunes parelles tenen problemes
perquè el procés de fecundació es dugui a terme de forma natural.
L'alternativa és la fecundació in vitro, procés en el qual s'extreu
un òvul de la mare, espermatozoides del pare, i es realitza la fecundació
"manualment" a l'interior d'un tub de laboratori.
(c) Max Delson
Un cop s'han
fusionat l'òvul i l'espermatozoide, la cèl·lula ou-zigot resultant
es reimplanta a l'úter de la mare perquè s'hi desenvolupi l'embrió.
L'eficàcia d'aquest procés no és gaire alta i per això cal preparar
i implantar més d'un zigot a l'úter de la mare.
Fins i tot, en
ocasions, cal repetir tot el procés. Els nens nascuts d'aquesta manera
són totalment normals. Alguns laboratoris estan treballant en el desenvolupament
d'úters artificials on es pugui desenvolupar almenys part del procés
embrionari, però de moment, l'úter natural és insubstituïble.
Oriol Massana
És possible que una femella
es converteixi en mascle?
Molts coneixereu la història de Jurassic Park, en què alguns dinosaures femella es transformaven en dinosaures mascle, i us preguntareu si això passa a la natura. Doncs sí. Evidentment, no en dinosaures. Però en algunes espècies de peixos, tots els individus neixen femella i en funció de la quantitat de mascles que hi hagi prèviament a la població, s’acabarà determinant quants dels nascuts es transformaran en mascles.
Això té lloc gràcies a un grapat d'hormones que es troben a l'ambient. Hi ha altres casos realment particulars, com el d'espècies d'amfibis en què allò que determina si seran mascles o femelles és la temperatura a la que es desenvolupa l'embrió!En la majoria de les espècies, però, pertànyer al sexe masculí o al sexe femení depèn de la presència o absència d'uns gens determinats. D'entre tots els cromosomes, en tenim uns que s'anomenen els cromosomes sexuals. En els humans, les dones tenen 2 cromosomes X i els homes un cromosoma X i un Y. El cromosoma Y és el que determina el sexe: si el tens, seràs home, sinó, dona. Aquest cromosoma conté uns gens que actuen com si fossin un interruptor que activa tota una cadena d'altres gens presents per tot el genoma (molts corresponen a hormones) encarregats de desenvolupar les característiques diferenciadores dels individus masculins i d'inhibir les característiques femenines.
