La carrera per a l’òvul: competència o cooperació?

La carrera per a l’òvul: competència o cooperació?

La cooperació és la posada en comú de recursos i/o energia entre diferents individus per obtenir un benefici i satisfer una necessitat col·lectiva. Durant la nostra infància, sobretot a les escoles, ens han ensenyat a valorar el treball en equip i a deixar enrere les metes individuals. I és que la cooperació és necessària en un entorn social com el nostre, on es troba tant en àmbits personals com en àmbits professionals, polítics i econòmics. Tot i que els éssers humans som animals força cooperatius, no és una estratègia exclusiva de la nostra espècie. Es dóna en un ample ventall d’éssers vius, passant per animals, plantes i fongs. La famosa biòloga Lynn Margulis ens demostra que ja existeix des de l’inici de la vida i que la cooperació entre cèl·lules simples dóna lloc a cèl·lules complexes que permeten la formació d’organismes pluricel·lulars. Aquesta visió cooperativa de l’evolució trenca amb les idees darwinistes sobre la importància de la competència en la selecció natural. Per exemple, la cursa d’espermatozoides sembla capturar a la perfecció la llei “del més fort”, on les cèl·lules competeixen frenèticament i només guanya la cèl·lula més ràpida. Tot i això, actualment es coneixen nombrosos casos en què l’esperma s’uneix per arribar de forma conjunta i més fàcil a l’òvul. Es comença a perdre la visió individualista de l’espermatozoide i neixen noves preguntes per resoldre. Poden realment els espermatozoides cooperar? Com ha pogut evolucionar un comportament prosocial en un entorn aparentment competitiu?

Fig. 1. Cooperació per aconseguir el recurs. Font: Dinámica – LOS DOS BURROS (educarueca.org)

Es coneix com a conjugació espermàtica la unió física de dos o més espermatozoides que es desplacen conjuntament a través del tracte reproductor femení. És un fenomen que es troba en una gran diversitat de grups taxonòmics (des d’invertebrats com les aranyes fins a mamífers com els rosegadors), però no s’observa en els humans. Les cèl·lules normalment viatgen juntes al llarg de la mucosa inhòspita de la femella i es dissocien en arribar a la zona de fertilització o d’emmagatzematge d’esperma, completant la meta final de forma individual. Aquesta unió es pot diferenciar en dues categories: la conjugació primària i la secundària. La conjugació primària es dóna quan els caps dels espermatozoides es mantenen units al final de la meiosi (divisió cel·lular) en lloc de separar-se com passaria habitualment. Queden embolcallats per la mateixa substància formant una estructura anomenada espermatodesma. En canvi, en la conjugació secundària la unió entre espermatozoides és postmeiòtica. S’han observat estructures variades, més o menys elaborades, com ara el “pairing”, que és la unió pel cap de dos espermatozoides creant espermatozoides biflagel·lats, o el “sperm trains”, on les cèl·lules sexuals s’adhereixen per zones imprecises i de forma desordenada.

I quin sentit té que els espermatozoides s’ajuntin formant aquestes estructures? Es creu que la conjugació podria ser una estratègia beneficiosa, sobretot en ambients on hi ha competició entre mascles, quan les femelles són més promíscues. Diferents experiments demostren que les cèl·lules sexuals masculines s’uneixen amb més freqüència entre elles si són produïdes pel mateix individu. Per tant, són capaces de reconèixer les cèl·lules germanes i evitar aquells espermatozoides allunyats genèticament. D’aquesta forma els espermatozoides d’un mateix individu uneixen forces per competir contra els espermatozoides d’altres mascles. Però quins beneficis suposa la unió d’espermatozoides respecte al treball d’un espermatozoide en solitari? Malauradament encara es desconeix. S’han formulat diferents propostes per explicar l’avantatge evolutiu, com ara l’augment de velocitat en disposar de més flagels o de més llargs, o bé la protecció contra ambients espermaticides en estructures on alguns caps d’espermatozoides queden totalment coberts en l’aglomerat. Tot i això, no disposem de proves significatives que demostrin un avantatge en la conjugació respecte als espermatozoides individuals. Encara que ens sembli intuïtiu, no podem afirmar que la conjugació augmenti l’èxit reproductor del mascle.

Divisió de poders en les cèl·lules sexuals

Hi ha un altre tipus de conjugació, que acapara l’atenció de molts científics en què intervé un fenomen excepcional anomenat heteromorfisme. Sempre existiran diferències entre espermatozoides d’un mateix mascle i s’atribueixen a errors de fàbrica, però quan parlem d’heteromorfisme estem assenyalant espermatozoides clarament diferenciats morfològicament i amb unes funcions concretes. Són casos on aquestes variacions han sigut regulades genèticament. Normalment, un dels tipus té la funció de fertilitzar (eusperma) i la resta són estèrils i tenen altres funcions (parasperma). A diferència de les conjugacions que hem vist anteriorment, en l’heteromorfisme es dóna una divisió de labors en què cada espermatozoide té una funció especialitzada. Per tant, mentre que abans parlàvem d’unions entre iguals en què tot l’esperma tenia la capacitat i la possibilitat de fecundar, en l’heteromorfisme trobem cèl·lules sexuals irònicament infèrtils. 

Fig. 3. Espermatozeugma: centenars de paraspermes s’ajunten formant un cilindre on transporten eusperma a la cavitat interior. Font: Higginson and Pitnick, 2010.

Aquesta situació ens transporta al famós problema de l’altruisme que sorgeix als anys 60 amb el naixement d’una nova branca de la ciència, la sociobiologia. Tot i que no és una situació idèntica, l’heteromorfisme dels espermatozoides ens recorda a l’estructura social de les abelles mel·líferes. Per què una abella obrera (infèrtil) sacrifica la seva reproducció per ajudar a la colònia i a la reina (fèrtil)? La resposta és la mateixa en el cas de l’abella obrera com en el cas del parasperma que se sacrifica per a la resta d’espermatozoides: el parentiu. L’espermatozoide té l’oportunitat de transmetre els seus propis gens ajudant a altres cèl·lules, amb qui comparteix gran part del genoma, a fertilitzar l’òvul.

Taula 1. Resum de les diferents hipòtesis formulades sobre la funció del parasperm. Font: traducció de HOLMAN and SNOOK, 2006.

Però de debò parlem de cooperació i altruisme?

Pensar que els espermatozoides han evolucionat per ser cooperatius i altruistes és una idea molt atractiva, però és així realment? Tot i que cada espermatozoide té un genoma únic i poden actuar com a individus independents complint funcions fora de l’organisme productor, els espermatozoides no tenen voluntat pròpia. Les diferències morfològiques i conductuals no són controlades pel genoma de cada espermatozoide sinó per un únic genoma: el del mascle progenitor. Podria ser que l’esperma fos forçat a agrupar-se i tota semblança a altruisme o cooperació fos il·lusòria, en el sentit que no és fruit de la selecció natural a nivell d’esperma. La conjugació, de moment, es considera una característica general més de l’activitat sexual del mascle, com ho seria també la llargada del flagel helicoidal, la quantitat d’espermatozoide que ejacula o la velocitat en què aquests neden. 

Fig. 4. Rusc d’abelles. Font: ¿Cuánto sabes sobre abejas? (nationalgeographic.com.es)

Encara queda un llarg camí per resoldre l’enigma dels espermatozoides estèrils i de la conjugació espermàtica. No sabem amb certesa el significat evolutiu d’aquest fenomen, però tenim indicis que apareix quan hi ha més competència entre mascles. Sigui cooperació autèntica o una mera il·lusió, potser ens dóna pistes sobre l’evolució de la conducta social. Estudiar la vida en qualsevol dels seus nivells, fins i tot en cèl·lules microscòpiques, pot revelar-nos secrets encara ocults.

BIBLIOGRAFIA

Higginson, D. and Pitnick, S., 2010. Evolution of intra-ejaculate sperm interactions: do sperm cooperate?. Biological Reviews, 86(1), pp.249-270.

HOLMAN, L. and SNOOK, R., 2006. Spermicide, cryptic female choice and the evolution of sperm form and function. Journal of Evolutionary Biology, 19(5), pp.1660-1670.

Pizzari, T. and Foster, K., 2008. Sperm Sociality: Cooperation, Altruism, and Spite. PLoS Biology, 6(5), p.e130.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *