apuntes de biología

Potencial evolutivo y estructura genética de poblaciones

Los agrosistemas modernos son un magnífico escenario para estudiar la evolución de los microorganismos fitopatógenos, ya que en muchos casos la durabilidad de los programas de control de enfermedades va estar condicionada por el potencial evolutivo de las poblaciones del patógeno que se pretende controlar. Así, por ejemplo, los patógenos que presenten un mayor potencial evolutivo tendrán una mayor probabilidad de escapar a programas de control basados en el empleo de productos fitosanitarios o en el uso de cultivares resistentes que aquellas poblaciones que presenten un potencial evolutivo menor. Este mayor o menor potencial evolutivo va a ser el reflejo de la estructura genética de las poblaciones del patógeno. Se entiende por estructura genética de una especie a la cantidad y distribución de la variación genética dentro y entre poblaciones de dicha especie. La estructura genética de una población concreta viene determinada por la historia evolutiva de esa población y va a ser consecuencia de las interacciones entre los 5 factores que condicionan la evolución de las poblaciones: mutación, deriva genética, flujo génico, sistema de reproducción y selección. La estructura genética de las poblaciones de un patógeno puede variar rápidamente en el tiempo y en espacio mientras dichas poblaciones evolucionan o se adaptan en respuesta a cambios locales, pero la estructura genética global de una especie es poco probable que cambie en una escala de tiempo humana, salvo raras excepciones. En una revisión muy recomendable, McDonal y Linde (2002) [Annu. Rev. Phytopathol. 40: 349-379] proponen la predicción del potencial evolutivo de los agentes fitopatógenos basada en el análisis de su estructura genética como información esencial a tener en cuenta para el diseño de los programas de control de las enfermedades de plantas y presentan una tabla de valoraciones de riesgo para diferentes agentes fitopatógenos en función de sus respectivos potenciales evolutivos. De esta manera, lo que conocemos como Epidemiología molecular nos aporta información muy relevante para el control de una enfermedad desde la óptica de la genética de poblaciones del patógeno.

La mutación es la fuente fundamental de variación genética ya que conduce a cambios directos en la secuencia de DNA y a la creación de nuevos alelos en las poblaciones. Las poblaciones con más alelos tienen mayor diversidad génica, y por tanto, mayores posibilidades de crear nuevas cepas capaces, por ejemplo, de superar a genes de resistencia mediante mutaciones en los genes de avirulencia complementarios, o de desarrollar resistencias a fungicidas mediante mutaciones en los genes que codifican las dianas de los mismos. Las tasas de mutación son normalmente bajas aunque éstas pueden diferir entre los diferentes loci y patógenos. Según este modelo, los patógenos con tasas de mutación más altas son los que presentan un mayor riesgo. No obstante, es difícil imaginar un programa de control que pueda reducir las tasas de mutación de un patógeno.

El tamaño de la población puede afectar a la frecuencia en la que un mutante esté presente e influir en la diversidad génica de una población a través de un proceso denominado deriva genética. Como las tasas de mutación son relativamente constantes y casi siempre bastante bajas, las poblaciones grandes tienen normalmente una mayor diversidad génica (más alelos, más mutantes) que las poblaciones pequeñas. La deriva genética ocurre cuando una población se ve sometida a un cuello de botella (acontecimiento catastrófico que causa una severa reducción en el tamaño poblacional) o a un efecto fundador (como cuando una población pequeña del patógeno coloniza a una nueva población de huésped), circunstancias en las que la frecuencia de los alelos mutantes en las poblaciones supervivientes o fundadoras puede diferir significativamente de la frecuencia de la población original. Según esta idea, los patógenos que se presenten en poblaciones mayores tendrán un mayor potencial evolutivo y los que sufran de manera regular severas reducciones en sus tamaños poblacionales serán los que presenten una menor diversidad y por tanto una capacidad de adaptación más lenta.

El flujo génico es el proceso mediante el cual determinados alelos (genes) o individuos (genotipos) son intercambiados entre poblaciones separadas geográficamente. Según este planteamiento, el flujo génico puede incrementar sustancialmente el tamaño de una población mediante el incremento de tamaño del "vecindario genético" a través del cual se intercambian genes y genotipos y facilitar el movimiento de alelos mutantes entre poblaciones individuales del patógeno. Por tanto, patógenos que presenten un alto grado de flujo génico presentarán una diversidad genética mayor porque presentan un tamaño de población efectivo mayor. Con este planteamiento, los patógenos con mayor riesgo suelen ser aquéllos que producen propágulos con capacidad de dispersión a larga distancia tales como royas y oídios que con frecuencia presentan vecindarios genéticos que comprenden continentes enteros, como por ejemplo el caso de Puccinia en Norteamérica.

El sistema de reproducción va a afectar a la manera en que la diversidad genética es distribuida dentro y entre poblaciones. La reproducción puede ser sexual, asexual o mixta, como ocurre con muchos hongos que presentan tanto reproducción sexual como asexual. Muchos de los patógenos más destructivos y peligrosos experimentan una combinación de ciclos sexuales y asexuales que permiten generar altos niveles de diversidad génica y genotípica. Durante el ciclo sexual se generan muchas nuevas combinaciones de alelos (genotipos) que pueden ser probadas en diferentes ambientes como pueden ser la presencia de nuevos genes de resistencia o fungicidas. Durante la fase asexual los genotipos más aptos se mantienen a través de una reproducción clonal e incluso pueden aumentar su frecuencia. Ahora bien, la distribución espacial y temporal de clones o líneas clonales dentro o entre poblaciones dependerá principalmente de las capacidades de dispersión y supervivencia de los propágulos asexuales. Si el propágulo asexual es capaz de dispersarse a larga distancia, entonces el clon con mayor capacidad de supervivencia podrá ser distribuido ampliamente a través de un flujo genotípico relativamente rápido, provocando una epidemia. Según este modelo, los patógenos que experimentan procesos de recombinación regulares serían los que presentan un mayor riesgo para los cultivos.

Finalmente, la selección es la principal fuerza que conduce los cambios de frecuencias de alelos mutantes. Por ejemplo, se produce una fuerte selección direccional con el empleo intensivo de un nuevo gen de resistencia o un nuevo fungicida, lo que conduce a un incremento de la frecuencia de mutantes virulentos (que hayan perdido el elícitor complementario al gen de resistencia) o resistentes al fungicida. Se conocen muchos ejemplos de superaciones de genes de resistencia y de fenómenos de resistencia a fungicidas que demuestran que la selección es un mecanismo evolutivo eficaz en la mayoría de los agrosistemas modernos que están basados en la uniformidad genética de los monocultivos y en el uso intensivo de los productos fitosanitarios. Por lo tanto, los patógenos de mayor riesgo serían los sometidos a una mayor presión selectiva de los programas de control.

Según lo anteriormente expuesto, queda claro que los patógenos de mayor riesgo para la agricultura son los que presentan un mayor potencial evolutivo. Una vez evaluado el potencial evolutivo de un patógeno determinado, deberían desarrollarse programas de control de la enfermedad que fueran encaminados a disminuir la diversidad genética del patógeno en cuestión mediante el mantenimiento de niveles reducidos de las poblaciones del patógeno; limitando el movimiento de genes y genotipos entre poblaciones; limitando la ocurrencia de reproducción sexual o la persistencia y distribución de propágulos asexuales; utilizando cultivares portadores de varios genes de resistencia o mediante la alternancia de cultivares portadores de diferentes genes de resistencia; y sobre todo diversificando el uso de fungicidas. De entre los patógenos con mayor riesgo evolutivo destacan un numeroso grupo de hongos fitopatógenos denominados oídios, porque en ellos se concretan de forma evidente las 5 fuerzas evolutivas. Así, durante la mayoría de las estaciones de cultivo se reproducen asexualmente de forma prolífica mediante la formación de conidias que son dispersadas por el viento a largas distancias. Presentan también una fase sexual (teleomorfo) que conduce a la formación de cleistotecios, estructuras que albergan las ascosporas, o lo que es lo mismo, a los individuos portadores de las nuevas dotaciones genéticas. Están sometidos a una fuerte selección ya que su control prácticamente se reduce a la aplicación repetida de fungicidas y al empleo de algunos cultivares resistentes. Finalmente, aunque las tasas de mutación se desconocen, se sabe que en muchos casos, fenómenos de resistencia a fungicidas están asociados a mutaciones.

El estudio de los oídios se hace complicado debido a su naturaleza de parásitos obligados. Desde el punto de vista genético, los caracteres que se pueden estudiar son aquellos que tienen que ver con su adaptación al huésped, básicamente raza, espectro de huésped y resistencia a fungicidas. Desde el punto de vista molecular, debido a la dificultad de extraer cantidades suficientes de DNA de unos organismos no cultivables en medios de cultivos convencionales, nuestras posibilidades de estudio se limitan al uso de las diferentes aplicaciones de la "reacción en cadena de la polimerasa" o PCR. La secuenciación del genoma de Blumeria graminis (oídio de los cereales), el oídio de mayor importancia económica, abriría las puertas de la genómica a los que trabajamos con estos difíciles microorganismos, de manera que las posibilidades de profundizar en el conocimiento de la biología de estos hongos frente a las actuales limitaciones serían…¿infinitas?

La asimetría bilateral como indicador de inestabilidad del

desarrollo

El efecto que la inestabilidad del desarrollo (ID) tiene sobre la asimetría de las estructuras bilaterales de animales y plantas es un tema de interés creciente en muchos contextos ecológicos y evolutivos. Así lo atestiguan las diversas monografías que en las dos últimas décadas han ido sintetizando e interpretando, bajo diferentes puntos de vista, la información existente al respecto (véase, por ejemplo, Zakharov and Graham (eds), Acta Zool. Fenn., 191: 1-200 [1992]; Møller and Swaddle, Symmetry, Developmental Stability, and Evolution, Oxford University Press, Oxford [1997]; Polak (ed), Developmental Instability. Causes and Consequences, Oxford University Press, Oxford [2003]). Valga el presente artículo como una escueta presentación a este problema biológico. Para comprender la esencia de las complejas relaciones entre ID y asimetría resulta conveniente considerar, en primer, lugar toda una serie de cuestiones conceptuales ligadas i) al control de las pequeñas alteraciones aleatorias que tienen lugar durante el desarrollo y ii) a los diferentes tipos de asimetría bilateral. Veamos a continuación algunos referentes básicos al respecto.

Canalización y estabilidad e inestabilidad del desarrollo. Cuando las condiciones ambientales cambian, los organismos y las poblaciones deben también modificarse a fin de resistir la presión de dichas variaciones, de tal modo que el desarrollo de los individuos puede verse alterado en mayor o menor grado. En estas situaciones, la producción de fenotipos consistentes se halla muy condicionada a la canalización y a la estabilidad del desarrollo, conceptos estrechamente relacionados entre sí e implicados, aunque de modo diferente, en el amortiguamiento de las perturbaciones que aparecen durante la morfogénesis. El primer término se refiere al proceso que permite la producción de un fenotipo específico bajo diferentes condiciones ambientales y genéticas; se trata, en definitiva, de una propiedad del genoma que tiende a asegurar que una vía de desarrollo permanezca dentro de una trayectoria adecuada. El segundo concepto corresponde específicamente a un resultado, en concreto al que se obtiene tras la actuación de los procesos que resisten o atenúan los accidentes de una trayectoria de desarrollo dentro de un ambiente particular. En este mismo contexto se sitúa también la noción de ID, que es entendida como el resultado del conjunto de pequeños accidentes estocásticos que tienden a alterar la precisión del desarrollo dentro de un ambiente determinado. Debe tenerse en cuenta que aunque estabilidad e inestabilidad del desarrollo parezcan a priori conceptos contrapuestos en realidad no lo son, dado que mientras el primero contempla un proceso que debe tener una base genética, el segundo se refiere exlusivamente a un fenómeno no genético. Sin embargo, sobre esta última cuestión hay que puntualizar que si bien se tiende a aceptar que la heredabilidad de la ID es muy baja, existen algunos trabajos que apuntan en la dirección contraria, de tal modo que en un meta-análisis efectuado recientemente se señala que es necesario disponer de más información para poder ofrecer una conclusión realmente sólida al respecto.

Tipos de asimetría bilateral. Se han descrito tres modalidades de asimetría en estructuras morfológicas bilaterales (Van Valen, Evolution, 10: 139-146 [1962]): antisimetría, asimetría direccional y asimetría fluctuante (AF). Es importante subrayar que, si bien la estabilidad del desarrollo y la asimetría son características individuales, dichos patrones de variación bilateral solamente pueden ser definidos en términos estadísticos dentro de un contexto poblacional.

Antisimetría. Constituye una modalidad de asimetría bilateral en la que existen diferencias morfológicas significativas entre lados, pero en el que el flanco con el carácter de mayor magnitud varía al azar entre individuos. Por ejemplo, en los cangrejos del género Uca, el macho tiene la pinza de un lado mayor que la del opuesto y eso acontece aproximadamente con idéntica frecuencia en los dos costados en casi todas las especies; en estos casos no se puede predecir que flanco tendrá una pinza mayor. Lo mismo ocurre, por ejemplo, con la posición relativa de las partes superior e inferior del pico de Loxia curvirostra y con la disposición de la estructura que actúa a modo de vela en algunos cnidarios, como Physalia physalis y Velella velella. La antisimetría se detecta mediante pruebas estadísticas aplicadas a la distribución de la diferencia entre los valores de los lados derecho e izquierdo (D-I) y que evalúan las desviaciones de la normalidad hacia la platicurtosis o hacia la bimodalidad; la media de (D-I) es generalmente cero.

Asimetría direccional. Es un patrón de variación en el que también se registran diferencias significativas entre lados, pero en el que el costado con el carácter de mayor magnitud siempre es el mismo. Valgan como ejemplos la asimetría corporal de los lenguados, la de la cola de algunas aves y la de muchos órganos internos de los mamíferos (los arcos arteriales, los pulmones, los testículos, etc.). Los valores de (D-I) presentan una distribución normal alrededor de una media que es significativamente mayor o menor que cero.

Asimetría fluctuante. En esta configuración la simetría es el estado más frecuente y no hay una tendencia a que el carácter de un lado tenga mayor magnitud que la del opuesto. Se trata de una asimetría sutil en la que la media de (D-I) es cero y la variación de dicha diferencia se distribuye normalmente alrededor de dicho valor. Resulta de la incapacidad de presentar un desarrollo idéntico en ambos flancos y constituye un patrón de variación que puede tener orígenes diversos.

Relaciones entre la ID y la asimetría bilateral. Puesto que el desarrollo de las estructuras bilaterales en ambos lados del cuerpo está bajo el control de un mismo conjunto de genes que, además, actúan en las mismas condiciones ambientales, la asimetría puede constituir un reflejo de la existencia de accidentes en el desarrollo inicialmente programado. No obstante, la relación que guarda la ID con los diferentes tipos de asimetría bilateral es de distinto orden. Cuando existe asimetría direccional o antisimetría los individuos están dirigidos genéticamente o durante el desarrollo a ser asimétricos, por lo que en ambas situaciones la variación de (D-I) es el resultado de una mezcla compleja de causas genéticas y no genéticas. De este modo, ambos patrones de variación resultan ser estimadores poco efectivos de la ID. Sin embargo, algunos autores han sugerido que estas modalidades de asimetría bilateral pueden ser usadas también a tal efecto. En particular, existen estudios que demuestran que, bajo una intensa selección direccional, la asimetría puede cambiar sus propiedades estadísticas; de AF a asimetría direccional o a antisimetría. Consecuentemente, puesto que estos dos últimos patrones de variación bilateral pueden ser el resultado de un desarrollo alterado, es posible que en esas circunstancias constituyan un reflejo de ID. En una tesitura distinta se encuentra la AF, ya que existe un importante consenso en que sus niveles son indicativos de la magnitud de las pequeñas perturbaciones al azar que acontecen durante el desarrollo. Así, se considera que la evaluación de los valores de AF es un procedimiento adecuado para la detección de ID, en el sentido de que ambos factores están correlacionados positivamente. Dado que esta asociación ha sido objeto de múltiples estudios y que en algunos casos los resultados obtenidos han sido criticados debido a defectos de índole metodológica, durante los últimos años se ha desarrollado y perfeccionado un procedimiento de análisis estadístico muy exigente y sofisticado para poder evaluar con precisión y fiabilidad las diferencias de AF entre grupos de individuos.

Las investigaciones realizadas en diversos ámbitos de la biología han puesto de manifiesto que los niveles de AF pueden variar significativamente como respuesta a la acción de diversos factores de carácter extrínseco (ambiental) o intrínseco (genético).

Inestabilidad del desarrollo y factores extrínsecos. Cuando un organismo está sometido a condiciones ambientales subóptimas, la eficiencia energética se reduce y las vías que conducen a la estabilidad del desarrollo se desorganizan debido a que la energía correspondiente es dirigida hacia otro destino. La exposición a ese tipo de hábitats da lugar a un incremento del gasto energético (estrés ambiental), fenómeno que va asociado a un aumento de la ID y, por tanto, de la AF. Diversos agentes ambientales pueden dar lugar a numerosos errores en el desarrollo. Así, por ejemplo, se ha comprobado que el estrés audiogénico, la temperatura extrema, la presión parasitaria y la exposición a contaminantes ambientales producen un aumento de la AF. En consecuencia, esta modalidad de asimetría ha sido empleada repetidamente como un biomarcador del estrés ambiental provocado por causas antrópicas. Esta cuestión no está tampoco exenta de controversias ya que, para algunos investigadores, el potencial de la AF en dicho ámbito es bajo y los resultados que pueden obtenerse en el medio natural son poco realistas y de escasa utilidad debido a la gran cantidad de factores que pueden verse implicados en la variación de los valores de AF. No obstante, lo que si parece claro es que, si se sigue un procedimiento riguroso, este tipo de asimetría puede ser contemplado como un primer indicador de que una población puede estar en riesgo. Además, en comparación con otros bioindicadores, la AF tiene la ventaja de ser la medida no intrusiva de aplicación más simple y económica para determinar la calidad de un ambiente.

Inestabilidad del desarrollo y factores intrínsecos. La capacidad de un organismo para corregir sus vías de desarrollo frente a la producción de errores al azar puede verse afectada por la acción de diversos procesos genéticos, tales como la hibridación, las mutaciones y una intensa selección direccional. Sirvan, a modo de ejemplo, algunos aspectos referentes al efecto que tiene el primero de estos factores sobre la ID. Cuando existe intercambio genético entre poblaciones se considera que la heterocigosis (diferencia total o parcial entre los pares de alelos de un genotipo) y la coadaptación genómica (coordinación entre loci) son agentes muy asociados al mantenimiento de la estabilidad del desarrollo de los híbridos. Estudios al respecto, ya sea en un contexto inter- o intraespecífico, han puesto de manifiesto, a partir de análisis comparativos de los niveles de AF, que la desorganización de la coadaptación genómica aumenta la ID. Se piensa que la importancia de las perturbaciones que acontecen durante el desarrollo en los híbridos depende del grado de diferenciación genéticas entre los taxones implicados y, en las poblaciones naturales, del tiempo transcurrido desde que tuvieron lugar los primeros cruzamientos. En contraposición a estas apreciaciones, numerosas investigaciones han puesto de relieve que híbridos de grupos genéticamente diferenciados pueden presentar un desarrollo estable, incluso en los casos en que aquéllos muestran una reducción de la fertilidad o de la viabilidad. En estas situaciones, el papel que deben jugar otros procesos genéticos sobre la ID han de ser tenidos muy en cuenta. Concretamente, se ha propuesto repetidamente que niveles de heterocigosis altos van asociados a una menor ID, circunstancia atribuida al efecto amortiguador que la dominancia alélica tiene sobre los accidentes en el desarrollo. No obstante, hay que decir que la existencia de una correlación positiva entre heterocigosis y estabilidad del desarrollo constituye un tema polémico puesto que para algunos autores no está sólidamente fundamentada. En este sentido, se ha sostenido que dicha asociación se ha establecido en muchos casos a partir de observaciones indirectas basadas en la detección de mayores valores de AF en grupos de homocigotos y en donde las conclusiones se han establecido prescindiendo del efecto que sobre dicho parámetro pueden tener otros factores, tales como el estrés ambiental, la historia evolutiva de las poblaciones o la misma coadaptación genómica. Debe tenerse en cuenta, además, que algunos de estos agentes pueden actuar de manera contrapuesta sobre la ID y que ciertas situaciones pueden ser realmente complejas debido a la aparición de mutaciones y/o la existencia de una selección direccional efectiva.

Finalmente, hacer tan sólo un breve apunte al hecho de que la AF ha sido empleada frecuentemente como medida de la condición o de la eficacia biológica de los individuos. De hecho existe una rica bibliografía sobre las relaciones entre ID y la eficacia biológica, entendida ésta en términos de supervivencia, éxito reproductivo y circunstancias ambientales. Puesto que los resultados obtenidos en este sentido son muy heterogéneos y en muchos casos contradictorios, dicha cuestión constituye actualmente uno de los temas de debate más encendido en el campo de la biología evolutiva. Para obtener un visión general y actualizada al respecto así como una mayor información sobre las demás aspectos aquí esbozados recomiendo atender especialmente a las revisiones citadas al inicio de este artículo. Cualquier consulta de esas monografías permitirá constatar rápidamente que el binomio ID/AF es un tema complejo y sobre el que todavía quedan muchas incógnitas por resolver. Todo ello hace presagiar que dicha relación seguirá siendo objeto de investigación permanente durante los próximos años.

Un largo camino hacia la determinación sexual

¿XY ó XX?, ¿hombre o mujer? Aunque no lo parezca a simple vista, no se trata de la misma pregunta. La determinación del sexo en el marco social es un trámite de primeras impresiones donde lo usual es fiarnos del aspecto externo del sujeto. En realidad es lógico pensarlo ya que estadísticamente esta asociación es correcta, pero el conocimiento sobre los pasos andados hasta esta diferenciación aún es, de la misma manera, "estadísticamente" minoritario.

Incluso para toda la comunidad científica todavía existen fases del desarrollo más temprano que no han podido ser estudiadas por problemas éticos y de los cuales se desconocen toda su dinámica bioquímica, considerada, sin duda, de alta relevancia. Pero para pasos más tardíos como es la determinación sexual no hay más problemas que los que tendría cualquier investigación.

Pocos conocen la implicación de diferentes niveles en la determinación sexual. Actualmente la considerada"determinación sexual primaria se basa en la determinación gonadal indicada por la posesión del cariotipo XY o XX y que estrictamente depende de los cromosomas, no siendo usual que sea influenciada por el entorno.

La formación de los ovarios y de los testículos son dos procesos dirigidos activamente por genes. No existe un estado "por defecto" en la determinación sexual primaria. Además, ambos divergen en un precursor común, la gónada bipotencial. A continuación nuestro desarrollo sexual prosigue por una"determinación sexual secundariaen la cual, la generación de un desarrollo adecuado recae sobre el importante papel hormonal.

En humanos, como ya hemos dicho, la elección entre el desarrollo masculino o femenino parte de una determinación genética. Esta determinación sexual tiene lugar cuando la gónada bipotencial del embrión se transforma en ovarios o testículos ­A partir de la cuarta semana-. Este proceso es llevado a cabo por genes que han sido descubiertos por análisis en pacientes mujeres XY o hombres XX y confirmado a través de experimentos con ratones knock out. [Semin. Reprod. Med. 20(3):157-68 (2002)] Más tarde -hacia la séptima semana- debe producirse el desarrollo de los genitales a partir de los conductos de Wolf y conductos de Muller. Los conductos de Muller son formaciones en el embrión que contribuyen a la configuración del útero y los oviductos en el feto. Los conductos de Wolf son las bases del aparato genital masculino en el embrión de amniotas.

Entre las hormonas más importantes que influyen a lo largo de este periodo se cuentan la hormona antimulleriana (AMH), los estrógenos, la testosterona o dehidrotestosterona (DHT), transformada enzimáticamente a partir de la testosterona por la alfa-5-reductasa. La DHT guarda una mayor afinidad por el receptor de andrógenos y es la responsable del desarrollo de los genitales externos masculinos [Anderson et al. 1991] Por su parte, la AMH es un miembro de la familia del TGF- y parece actuar sobre las células del mesénquima que rodean los conductos de Muller y provocan la secreción de un factor que actúa de forma paracrina para conducirlo hacia la apoptosis.

La vía de la determinación testicular es mucho mejor conocida que la vía ovárica. En el brazo corto del cromosoma Y se encuentra un gen denominado SRY (Sex determining region of the Y chromosome), que es un gen reciente desde el punto de vista de la evolución. Sinclair y colaboradores (1990) encontraron una secuencia de DNA específicamente masculina que codificaba un péptido de 223 aminoácidos. Este péptido era probablemente un factor de transcripción, ya que contenía un dominio de unión al ADN llamado HMG (High-Mobility-Group) box. Este dominio ha sido descrito en varios factores de transcripción y en proteínas no histonas de la cromatina. La unión del HMG-box con el DNA induce su plegamiento en dicha región. Sin embargo, en el año 2002 [Ohe et al. Proc Natl Acad Sci. 99(3):1146-51 (2002)] se demostró que la Proteína SRY se relaciona más con el splicing, en procesos de regulación del preARNm.

De todos modos, SRY desencadena una cascada genética compleja que conduce hacia la diferenciación testicular (Todavía no se han encontrado elementos de respuesta a SRY en los promotores de los genes colaboradores en el proceso). En esta cascada dos genes juegan un papel crucial en la diferenciación masculina, SOX9 y FGF9 que contribuyen a la formación del esbozo gonadal masculino.

SOX9 no está localizado en un cromosoma sexual (cromosoma 17), e induce la activación de la AMH y también de FGF9. El punto de unión de la vía entre SRY y SOX9 es el Factor Esteroidogénico 1 (SF1). Este factor induce la producción de AMH por las células de Sertoli y de Testosterona por las células de Leydig. A su vez se ha visto que FGF9 es necesario para que células del mesonefro migren hacia el esbozo gonadal, proceso necesario para una correcta diferenciación testicular.

Recientemente y contribuyendo de manera espectacular al conocimiento de todo este proceso se propone que las diferencias entre los sexos comienzan a desarrollarse antes incluso de la diferenciación de las células de Sertoli (papel que desempeña la activación del gen SRY) incluyendo un incremento en la talla gonadal y en la proliferación celular. También hay evidencia de transcripción de genes ligados a X o ligados a Y, y de una tasa metabólica basal aumentada en los embriones XY.

Esta hipótesis lleva a pensar que los genes actúan incrementando la tasa metabólica basal más que la diferenciación de las células de Sertoli. Esto no parece tan descabellado si recordamos que en algunos reptiles como cocodrilos o tortugas su determinación sexual es dependiente de la temperatura. Si esto fuera cierto significaría que el sexo masculino esta determinado por genes heredados del padre que regulan los genes maternos residentes en la mitocondria, siendo esta organela la responsable de las provisiones energéticas del metabolismo en las células eucariotas [Mittwoch U. J Theor Biol. 228(3):359-65 (2004)].

Y centrándonos de nuevo en el tema principal, desde Aristóteles hasta evolucionistas como Herbert Spencer se ha promovido la idea de la mujer como un desarrollo incompleto del hombre. Sin embargo, durante la determinación sexual secundaria, el ser mujer fenotípicamente es considerado como un estado "por defecto" [Eicher, E. et al. Annu. Rev. Genet. 20: 327-360 (1986)]. Por ejemplo, tanto la falta de hormona antimulleriana que debe atrofiar los conductos de Muller y permitir que se desarrollen los genitales masculinos como el síndrome de insensibilidad a andrógenos, conducen a un fenotipo de mujer.

Cuando Jost (1953) extirpó las gónadas fetales de un conejo antes de que se hubieran diferenciado comprobó que tanto los conejos con dotación cromosómica XX como los XY presentaban un fenotipo femenino. Esto nos llevaba de nuevo a fijarnos en la importancia de las hormonas secretadas por la gónadas en el periodo fetal. También por esta causa existen los llamados

"Freemartin", casos en los que se desarrollan dos gemelos, uno XX y otro XY, y el que presenta un cariotipo XX parece desarrollar características secundarias masculinas por la influencia hormonal de su hermano.

Aquí llega, por lo menos en lo que a mí concierne, el mayor problema. Nos resulta difícil a estas alturas determinar, además de los aspectos externos de los genitales, todas las funciones derivadas de la acción hormonal sobre las distintas regiones de nuestro cuerpo en desarrollo. Es bien sabido que los receptores de andrógenos tienen una variada localización tisular, lo cual induce a pensar que la influencia hormonal va más allá de "nuestra cintura para abajo". Los receptores de hormonas sexuales se encuentran en estructuras del sistema nervioso central; no solo en nuestros órganos reproductivos o mamas, sino en el sistema óseo, cardiovascular, etc... [Emmen JM,Gynecol Endocrinol. 17(2):169-76 (2003)].

En estos últimos años una vía de investigación bastante importante ha estudiado los posibles dimorfismos sexuales en el cerebro. Se han encontrado diferencias estructurales en una parte del hipotálamo anterior del humano, denominada INAH3. Estas diferencias se basan simplemente en una alteración volumétrica en la que los hombres tenían un componente INAH3 mayor que las mujeres, pero todos estos resultados no tienen significación estadística. [LeVay et al. Science 253(5023):1034-7 (1991)].

Estos estudios han sido también utilizados para buscar el gen que determine nuestra orientación sexual. Pero, como todo en la amplia biología del desarrollo, sería muy arriesgado confiar en que esto es el resultado de un solo factor, y que además ese factor forme parte sólo de nuestros genes. En el estudio de la INAH3 se descubrió, a través de una pequeña muestra de individuos homosexuales, que estos también poseían un volumen menor de esta parte del hipotálamo. Dentro de estos resultados también se comprobó que el número de neuronas no difería sin embargo, llevándonos de nuevo a una incertidumbre sobre su posible significado (Byne et al. luHorm. Behav. 40(2):86-92 (2001)].

El origen del comportamiento humano siempre ha sido objeto de nuestra admiración, albergando per se un atractivo misterio, y preguntarnos ahora por qué los seres humanos se sienten atraídos por un determinado rol sexual no podría responderse simplemente con estudios dependientes de la genética ni hormonales, que quizá sí tienen todavía algún sentido en especies animales menos complejas y sin una estructura social como la nuestra. Y como sabiamente comentaba Scott F. Gilbert en el libro de Developmental Biology: "A pesar de la importancia que tienen nuestros deseos en la vida, éstos no pueden ser detectados por hibridación in situ o aislados por anticuerpos monoclonales.""Quizá tengamos que dar las gracias por ello ;-)