Las crías nacidas por partenogénesis lamentablemente tienden a tener una corta esperanza de vida
La reproducción asexual es común para animales como estrellas de mar, gusanos de aguas profundas e insectos palo, pero entre los vertebrados es una rareza. Un proceso llamado partenogénesis permite que algunas hembras fertilicen un óvulo con su propio material genético, produciendo descendencia por "nacimiento virginal".
Los científicos han asumido que los vertebrados que generalmente se reproducen sexualmente recurren a la partenogénesis como un "pase de Ave María (hail Mary pass, que en ingles es más bien una expresión deportiva)", un último esfuerzo de reproducción cuando no hay suficientes parejas para todos.
Sin embargo, un estudio reciente reveló un ejemplo de un tiburón cebra hembra en un acuario que se reproduce a través de la partenogénesis, a pesar de que en el mismo recinto había machos reproductores sanos. Este hallazgo tiene implicaciones no solo para el cuidado continuo de los tiburones cebra en zoológicos y acuarios, sino también para los esfuerzos de conservación centrados en sus contrapartes salvajes.
"Sabemos desde hace varios años que la partenogénesis ocurre en animales como los tiburones, pero algunos aspectos siguen siendo desconocidos, como por qué ocurre y qué lo desencadena", dice Kevin Feldheim, investigador del Field Museum de Chicago y autor correspondiente del estudio. "Este último artículo es solo otro paso para saber por qué ocurren estos 'nacimientos virginales'".
El estudio se centra en los tiburones cebra (Stegostoma fasciatum) en peligro de extinción en el Acuario Shedd de Chicago.
"A medida que en 2004 comenzamos a ver la cría exitosa de tiburones cebra en el Shedd, también comenzamos las pruebas genéticas para confirmar cuáles de los tiburones eran los padres de las crías", dice Lise Watson, subdirectora de operaciones y hábitats de animales en el Shedd Aquarium y un autora del estudio.
"Al confirmar el linaje de la descendencia, podríamos tomar decisiones más sólidas sobre los futuros esfuerzos de reproducción para mantener la máxima diversidad genética mientras apoyamos el Plan de Supervivencia de Especies de la Asociación de Zoológicos y Acuarios para los tiburones cebra".
Imagen: Crédito de la foto: ©Shedd Aquarium/Brenna Hernandez
La exhibición Shedd's Wild Reef incluye un enorme hábitat del suelo al techo que contiene una variedad de tiburones, incluidos los tiburones cebra. En 2008, Watson y sus colegas observaron una nidada de huevos; los trasladaron a un vivero detrás de escena para que salieran del cascarón de manera segura. Cuando nacieron las crías de tiburón, Jean Dubach de la Universidad de Loyola analizó el ADN de los tiburones para determinar su origen. Los resultados parecían imposibles.
"Estas crías no coincidían con ninguno de los machos maduros que estaban en el recinto. Pero coincidieron con la hembra que puso los huevos”, dice Feldheim.
Además de tener marcadores genéticos en común con su madre pero ninguno de los potenciales padres, las crías tenían copias homocigóticas idénticas de algunos alelos. Piensa en la unidad de genética en tu clase de biología de la escuela secundaria. Probablemente hiciste cuadrículas de Punnett con diferentes tipos de genes representados por letras mayúsculas y minúsculas, como B como el alelo dominante para los ojos marrones y b como el alelo recesivo para los ojos azules. Obtienes un alelo de cada padre, y si son iguales (BB o bb), eso se llama homocigoto.
Los marcadores genéticos utilizados en estos tiburones son más complicados que solo B versus b: tienen muchos más alelos, hasta el punto de que es prácticamente imposible que aparezcan exactamente de la misma manera en dos individuos diferentes. Entonces, cuando los resultados de ADN de las crías de tiburón resultaron homocigotos, eso significaba que tenían que obtener ambas cadenas de ADN de su madre, en lugar de dos padres diferentes.
Imagen: Tiburón cebra adulto en el Acuario Shedd. Crédito: Acuario Shedd / Brenna Hernández
"Descubrir que estas crías eran partenotes fue toda una sorpresa para el equipo de Shedd, dado nuestro éxito anterior en el fomento de la reproducción a través de la reproducción sexual", dice Watson. Esta noticia subrayó exactamente por qué son importantes las pruebas genéticas periódicas y continuas de la descendencia.
Las crías nacidas por este tipo de "nacimiento virginal" lamentablemente tienden a tener una corta esperanza de vida, ya que es más probable que tengan raras condiciones genéticas recesivas. Las crías de tiburón de este estudio solo sobrevivieron unos pocos meses. Pero el hecho de que hayan nacido desafía las antiguas ideas de la biología.
"Este es solo el segundo caso que conocemos en el que los tiburones han nacido por partenogénesis, incluso cuando había parejas sanas disponibles", dice Feldheim; el otro caso fue en el Acuario del Pacífico. "Este descubrimiento pone en duda lo que pensábamos que sabíamos sobre cómo y por qué ocurre la partenogénesis, e ilustra un aspecto clave de la ciencia: estamos aprendiendo continuamente".
"Este estudio es solo el comienzo de nuestra comprensión de la ocurrencia de este fenómeno genético en los tiburones cebra", dice Watson. "Los zoológicos y acuarios como Shedd tienen un papel clave que desempeñar en la conservación de especies como los tiburones cebra, que están casi extintos en algunas partes del mundo. Saber más sobre la partenogénesis y confirmar la composición genética de nuestras poblaciones en zoológicos y acuarios es crucial para tomar decisiones informadas que impulsen este trabajo".
La investigación se ha publicado en el Journal of Fish Biology: Parthenogenesis in an elasmobranch in the presence of conspecific males
