Dos especies animales diferentes tienen un espectro de posibilidades de reproducción:
1) Completamente incompatible
En muchos casos, es logísticamente imposible que las dos especies se reproduzcan; intenta imaginar una jirafa y un delfín, por ejemplo. Incluso si uno pudiera juntar los gametos (células reproductivas, por ejemplo, óvulos y espermatozoides en humanos), no se produciría fertilización.
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Los huevos tienen barreras a su alrededor que contienen proteínas específicas, y para que un espermatozoide pueda fertilizar el huevo, el esperma debe tener enzimas coincidentes que sean capaces de penetrar esta barrera. Se podría pensar como una “cerradura y llave”. Solo los espermatozoides de la misma especie tienen la “clave” correcta para permitir que su ADN se transfiera al óvulo y permita que ocurra la fertilización.
2) La fertilización ocurre pero el cigoto (huevo fertilizado) no es viable
Esta categoría cubre un espectro bastante amplio, pero abarca todas las opciones entre la fertilización que ocurre pero que no ocurre una división celular posterior (es decir, permanecer como un cigoto de una sola célula), hasta que ocurre la fertilización y un adulto “casi normal” pero estéril, como es el caso. estuche con un liger. El factor que determina dónde caerá el híbrido en este espectro es el grado de similitud genética de los padres , particularmente con respecto a cómo se asignan los genes funcionales esenciales a los cromosomas.
Si dos especies tienen funciones similares asignadas de manera similar, al mismo complemento de cromosomas, es más probable que termine con un adulto viable. Cuanto mayor sea la diferencia en el número de cromosomas y la distribución de las funciones genéticas esenciales en esos cromosomas, es menos probable que el cigoto sea viable.
3) descendencia fértil
Si dos especies pueden crear un híbrido que sea fértil, entonces en realidad, por definición biológica, no son especies separadas. [1]
¿Por qué la fertilidad es tan difícil para los híbridos?
La fertilidad es la parte del proceso que requiere el mayor grado de similitud genética debido a las diferencias entre la mitosis (reproducción celular asexual) y la meiosis (reproducción celular sexual). La mitosis es el proceso por el cual un cigoto se convierte en un animal adulto copiando sus propias células una y otra vez y aumentando de tamaño; La meiosis es el proceso por el cual ese adulto crea óvulos o esperma para contribuir a la próxima generación.
Los cromosomas vienen en pares; Tenemos dos copias de cada cromosoma, una de cada padre. Los humanos, por ejemplo, tienen 46 cromosomas, que consisten en 23 pares. Ambos tipos de división celular, mitosis y meiosis, requieren que los cromosomas se alineen con el cromosoma análogo de su “par” antes de la división celular, luego los pares se “dividen por la mitad”, para asegurar que cada nueva célula termine con un complemento mitades y un complemento cromosómico completo.
Esta es una representación de solo un par de cromosomas. El cromosoma rojo tiene dos brazos idénticos, y por el bien del argumento proviene del padre. El cromosoma azul, de la madre, tendrá un código diferente al cromosoma rojo, pero nuevamente, el código en los dos brazos es idéntico. De los 23 pares de cromosomas que tienen los humanos, cada cromosoma tiene características conocidas. Entonces, los genes para funciones particulares se encuentran en el mismo lugar en los cromosomas para diferentes individuos, a pesar de que el código real con frecuencia difiere . Por ejemplo, en los humanos, los genes que determinan el tipo de sangre ABO están en el cromosoma 9. Aunque existen varias variantes de la codificación que se pueden encontrar allí, usted sabe que si desea averiguar cuál es el grupo sanguíneo de alguien (de su ADN; sí, ¡sería más fácil hacer un análisis de sangre!), Podría encontrar la secuencia del ADN en esa ubicación particular en el cromosoma 9.
Cuando se consideran los cromosomas de dos especies, en lugar de dos individuos de la misma especie, habrá algunas diferencias en cómo se distribuyen las funciones en los cromosomas. Si los animales padres son bastante similares, como un león y un tigre, entonces el rango general de funciones será bastante similar.
Si los números y tamaños de los cromosomas son “suficientemente similares” para ser reconocidos como pares por la maquinaria celular, entonces, para la mitosis, los pares pueden alinearse a lo largo del centro de la célula que está a punto de dividirse, duplicarse y luego separarse en dos grupos idénticos para formar dos células hijas idénticas.
La distinción crucial que hace que la fertilidad sea extremadamente difícil para los híbridos es que durante la meiosis, el material se intercambia entre los dos pares de cromosomas . (Tenga en cuenta que este diagrama muestra lo que le sucede a un solo par de cromosomas durante estas divisiones celulares, por lo que en realidad es considerablemente más complejo).
Como puede ver en el diagrama, durante la meiosis, partes de un par de cromosomas se intercambian por “fragmentos” de su número opuesto. Cuando sus cromosomas y genes coinciden con precisión, eso no es problemático; de hecho, es ventajoso; así es como se crea la diversidad genética, pero si el león y el tigre, por ejemplo, tienen un gen para una función esencial en un lugar muy diferente en el cromosoma, intercambiando un poco de un cromosoma por un trozo de su opuesto en el mismo físico es casi seguro que la ubicación en el cromosoma interfiere con la función realizada por ese gen.
Imagine que el gen que, por ejemplo, produce una proteína esencial tiene exactamente 320,000 bits de datos en la especie A. La especie B puede tener una proteína ligeramente diferente que realiza la misma función, pero su código tiene una longitud de 330,000 bits de datos. Si se une, por meiosis, a los 160,000 que son la primera mitad del código de la especie A con los 165,000 bits de código que son la segunda mitad del código de la especie B, tiene un código de 325,000 de longitud que no codifica ninguna de las proteínas, y es poco probable que funcione.
O podría ser que las especies A y B son muy similares, pero los genes para esta función esencial están ligeramente desplazados. Si mezcla el código en la brecha entre los dos, puede terminar sin copias de ese gen esencial, en cuyo caso la descendencia no es viable, o puede terminar con dos copias, que pueden ser viables pero problemáticas.
Como cada organismo vivo tiene miles de funciones esenciales, las posibilidades de interferir con al menos una de ellas son muy altas a menos que las dos especies sean increíblemente similares genéticamente.
De hecho, la definición científica más común de una especie se aprovecha de esto: si un híbrido de dos organismos puede sufrir meiosis y producir descendencia viable, entonces, por definición, esos dos organismos son miembros de la misma especie. [1]
Entonces, para volver al panorama general por un momento.
- Lion Dad tiene meiosis en sus testículos. Ambas copias de sus cromosomas son “cromosomas de león”, por lo que la meiosis no es problemática y produce esperma de león que codifica todas las funciones esenciales.
- Tiger Mum tiene meiosis en sus ovarios. Sus dos cromosomas son cromosomas de tigre, por lo que la meiosis también produce óvulos de tigre (huevos) viables.
- Mezcle el esperma de Lion Dad con los óvulos de Tiger Mum, y sus propiedades son “lo suficientemente similares” para que el esperma fertilice el óvulo y para que el embrión resultante se convierta en un liger, que básicamente “funciona”. Recuerde que desde la fertilidad hasta el adulto solo se requiere mitosis , no meiosis .
- Pero cuando los testículos u óvulos de ese ligre adulto intentan realizar una meiosis para que el ligre pueda reproducirse, está tratando de mezclar trozos de ADN de león con trozos de ADN de tigre, y la mayoría de los gametos resultantes (esperma y óvulos) de tales mezclas no lo harán ser viable
Sin embargo, hay casos conocidos de ligaduras que se reproducen con otros grandes felinos, por lo que los híbridos ciertamente no son totalmente infértiles. [2] Lo que a menudo se entiende, en un lenguaje común, cuando un híbrido como un ligre está etiquetado como “infértil” tiene menos que ver con la fertilidad que con destacar que no es una especie nueva, es decir, los híbridos no son capaces de reproducirse libremente con otros híbridos para producir crías que tienen características predecibles que son similares a las de sus padres. Por lo general, tienen desafíos de cría y longevidad sustancialmente limitados.
[1] The American Heritage Science Dictionary, definición de especie: “Un grupo de organismos que tienen muchas características en común y se clasifican por debajo de un género. Los organismos que se reproducen sexualmente y pertenecen a la misma especie se cruzan y producen descendencia fértil”.
[2] Fertilidad de Liger
