4º DIVERSIFICACIÓN

¿Qué es el sexo?

 

¿Por qué para hacer un individuo necesitamos dos? ¿No sería más económico reproducirse como las bacterias, que generan dos nuevos seres por división de uno original? El sexo es un invento de los seres vivos que tiene buenos motivos para haber aparecido en la evolución. Pero ¿qué tiene de especial? ¿Por qué nos reproducimos?

(c) Katerina Govorushchenko

¿Por qué nos reproducimos?  Los organismos vivos somos máquinas con un tiempo de vida limitado. Nuestras piezas, las células, envejecen y se estropean. Aún cuando contamos con una cierta capacidad de regeneración, hay células que no tienen recambio. Por otra parte, el medio a nuestro alrededor cambia, y de un día para otro nos podemos quedar sin combustible (alimento) o bien nos puede matar una sequía, una inundación o lo que sea. La única manera de que una especie sea "inmortal" es que fabrique nuevos individuos que sustituyan los que van desapareciendo. Los nuevos individuos deben ser similares a sus progenitores pero es adecuado que no sean idénticos a ellos: dado que el medio cambia, es bueno poder contar con individuos que, a diferencia de sus padres, sean capaces de adaptarse.

Esto puede ocasionar que, al cabo de un buen puñado de generaciones, los individuos de una especie no se parezcan casi a sus antepasados. Es lo que conocemos como evolución.   ¿Por qué nos reproducimos, pues? Dado que la reproducción consiste en la copia y transmisión de una información genética, parece que son los genes quienes en realidad "nos utilizan" (obviamente no hay una conciencia detrás) para asegurar su permanencia.

“El pollo es el medio que tienen los genes del pollo para multiplicarse”. E. O. Wilson

Raquel Santos

La reproducción clónica  Cuando cortamos una estrella de mar por la mitad, cada fragmento se regenera y acaba convirtiéndose en una nueva estrella de mar. El resultado es que de una sola estrella se generan dos, y las dos tienen la misma información genética. A esto se le llama un clon. Las bacterias se reproducen dividiéndose en dos, originando dos células con la misma información genética que tenía la célula original. Lo mismo hacen las células de nuestro cuerpo.

La clonación, es decir, la generación de individuos genéticamente idénticos, es un fenómeno natural de reproducción asexual que utilizan muchas especies, ya sean bacterias, hongos, plantas e incluso animales. Los descendientes generados por clonación pueden, aun así, presentar algunas diferencias genéticas respecto a sus progenitores: esto sucede cuando durante el proceso de copia de la información genética se produce un error: una mutación. Las mutaciones son pues la única fuente de variabilidad genética de los individuos que se reproducen asexualmente.

La reproducción sexual, un misterio durante mucho tiempo Antiguamente, se cría que la herencia genética en la especie humana actuaba exclusivamente por vía paterna. Según el preformismo, se suponía que el hombre introducía una semilla en el útero de la mujer, y que ésta sólo aportaba el lugar dónde crecía esta semilla.  Los dibujos de la época nos representan la semilla (el espermatozoide) como un protohumano en miniatura, como el dibujo del homúnculo de Leeuwenhoek. Quizás nos podríamos preguntar si los filósofos de la época nunca se habían parado a pensar por qué los hijos tenían rasgos de sus dos progenitores, entonces... Otras teorías, como la de la pangénesis, siguiendo una idea del filósofo griego Hipócrates, proponía que la información hereditaria viajaba de cada parte del cuerpo (brazo, pierna, cabeza, ojo...) a los genitales, y de allí pasaba al feto. Aristóteles afinó más: para él, la fecundación suponía la mezcla de dos semillas, la masculina y la femenina.   Hoy sabemos que en los humanos (y en todas las especies que tienen reproducción sexual) la información genética de cada nuevo organismo proviene de cada uno de sus dos progenitores a medias. Cada uno de los padres fabrica una célula que contiene la mitad de la información genética necesaria por construir un nuevo individuo. En realidad, cada progenitor aporta una copia de todos los genes necesarios para hacer un individuo, de forma que el descendiente tiene la información genética duplicada. Aun así, de cada par de genes sólo necesitará uno. Esto es muy útil cuando alguno de los genes que transmiten el padre o la madre está "estropeado": siempre tendremos uno de repuesto. Pero si las dos copias del gen que recibe el bebé están dañadas y la función de este gen es importante, las consecuencias pueden ser fatales.   Todas las células de nuestro cuerpo tienen la información genética duplicada. Todas, excepto las células sexuales, los óvulos y los espermatozoides, que se fusionarán durante la fecundación para dar lugar a una única célula: el zigoto. Esta célula, ahora sí, tendrá una doble dotación genética y se dividirá de forma asexual millones de veces para producir un individuo entero.  Oriol Massana  Una carrera épica ¿Os imagináis correr una carrera de Barcelona en Madrid con 500 millones de participantes más? ¿Os imagináis hacer este recorrido a una velocidad media de 600 km/h, casi la mitad de la velocidad del sonido? Porque éstas son las proporciones con las que se enfrenta un espermatozoide de 50 micrometros cuando es liberado en la vagina, entre los 500 millones de espermatozoides que contiene cada eyaculación. Su carrera discurre a lo largo de 18 cm de difícil recorrido, pasando por la vagina, el cuello uterino y llegando a la meta, el preciado óvulo, en las trompas de Falopio. Su velocidad media es de unos 5 milímetros por segundo. Una carrera de obstáculos muy dura que sólo algunos centenares superarán, y sólo uno de ellos conseguirá acabar cruzando la línea de meta, la pared del óvulo. El óvulo, que en proporción es como una pelota de 34 metros de diámetro, sólo dejará entrar a uno de los espermatozoides para que lo fecunde. El material genético del óvulo y el del espermatozoide se fusionarán entonces y se formará así el zigoto, la primera célula que constituirá el individuo entero.

Omar Franco

Bienvenida. LA QUIMICA DEL AMOR

Hay muchas sustancias famosas y populares. Entre las sustancias sólidas destacan, por obvias razones, el oro y el diamante. El agua y el alcohol son dos conocidísimas sustancias líquidas. Y entre las sustancias gaseosas es imposible no mencionar al oxígeno y al bióxido de carbono. Sin embargo, hay una sustancia gaseosa que es también muy importante pero inexplicablemente muy poco conocida. Se trata del óxido nítrico.

El óxido nítrico es un gas incoloro que se forma cuando el oxígeno y el nitrógeno se combinan a altas temperaturas. Está constituido por pequeñas moléculas diatómicas en las que por cada átomo de nitrógeno (N) hay uno de oxígeno (O). Por eso su fórmula química es NO. El óxido nítrico está entre los primeros gases que fueron descubiertos. Joseph Priestley (1733-1804) lo obtuvo en 1772 al hacer reaccionar ácido nítrico (HNO3) con diferentes metales: hierro, cobre, estaño, plata, mercurio, bismuto y níquel. Priestley usó este curioso gas para determinar la cantidad de oxígeno que contiene el aire. Hizo reaccionar el NO con el oxígeno del aire observando que el volumen del aire disminuía en una quinta parte. Su comportamiento químico particular está determinado por el hecho de tener un número non de electrones. Todas las sustancias tienden a adquirir una distribución de sus electrones similar a la de los gases nobles. Éstos presentan un número par de electrones y capas electrónicas completas. En este sentido, el NO muestra una gran versatilidad química porque fácilmente puede perder un electrón (oxidarse dicen los químicos) o, por el contrario, ganar un electrón (reducirse).

NO es un villano

El óxido nítrico ha sido héroe y villano en el mundo de la química. Indiscutiblemente ha jugado este último papel en la producción de smog fotoquímico. La elevada temperatura que se da en los motores de combustión interna permite que el nitrógeno y el oxígeno del aire reaccionen para formar dióxido de nitrógeno (NO2). Esta sustancia participa en un ciclo en el que se forma y se desintegra intermitentemente el ozono. La radiación ultravioleta del sol hace que el NO2 reaccione con el oxígeno del aire (O2) para formar NO y ozono (O3). Inmediatamente después, éstos vuelven a reaccionar entre sí para regenerar el dióxido de nitrógeno y el oxígeno.

dióxido de nitrógeno + oxígeno à óxido nítrico + ozono
NO2 +O2 à NO + O3
ozono + óxido nítrico à dioxido de nitrógeno + oxígeno
NO + O3 à NO2 + O2

El problema ocurre cuando hay una gran cantidad de hidrocarburos (los componentes de la gasolina) en el ambiente. Los hidrocarburos reaccionan con el óxido nítrico secuestrándolo del ciclo mencionado. Por lo tanto, el ozono ya no tiene con quien reaccionar, ya no se desintegra y, en consecuencia, se acumula. El ozono es un poderoso agente oxidante, que puede causar irritación en la nariz y la garganta, pérdida de coordinación muscular y cansancio.

El smog fotoquímico es una mezcla de sustancias que incluye óxidos de nitrógeno, monóxido carbono, hidrocarburos, peroxiacilnitratos (PAN), aldehídos y una gran variedad de compuestos orgánicos. Los PAN son sustancias lacrimógenas y se cree que son los principales causantes de la irritación de los ojos debido al smog. También hay problemas cuando el NO se encuentra presente en la estratosfera. Los aviones supersónicos que vuelan a grandes alturas liberan óxido nítrico. Como se dijo anteriormente, el óxido nítrico reacciona con el ozono para producir dióxido de nitrógeno y oxígeno. O sea que la presencia de NO puede disminuir la concentración de ozono en las capas altas de la atmósfera.

NO es un héroe

El óxido nítrico es un verdadero héroe en muchas otras circunstancias de sobra conocidas. Por ejemplo, en la síntesis de importantes sustancias químicas como ácido nítrico, fertilizantes y explosivos. También es la materia prima de los nitritos (de sodio y potasio) que se usan como conservadores en carnes tales como el tocino, la salchicha y el jamón. Esto es debido a que inhiben el crecimiento de las bacterias que causan cierto tipo de intoxicación como en el caso del botulismo. Pero una de sus facetas apenas descubierta recientemente es su papel como mensajero celular. Hay alguna evidencia de que el óxido nítrico es una pieza clave en el almacenaje de la memoria en el cerebro. Todas las señales nerviosas se transmiten a través de un proceso llamado sinapsis. En este proceso cada neurona envía a la siguiente unas sustancias llamadas neurotransmisores. En el caso de la memoria, existe la hipótesis de que la segunda neurona envía de regreso un mensajero que le dice a la primera que aumente el envío de neurotransmisores. Se sugiere que ese mensajero es la pequeña y bizarra molécula de óxido nítrico.

Otro proceso en el que el NO funciona como mensajero es en la vasodilatación y específicamente en la erección del pene. Mientras las parejas intercambian miradas y sonrisas seductoras, los nervios liberan neurotransmisores como la prostaglandina, la acetilcolina y otros que a su vez generan óxido nítrico. Así, mientras la pareja pasa de las miradas y las sonrisa a las caricias y los besos, el NO se disuelve entre los músculos suaves del órgano sexual masculino. Luego, este gas despierta a la en-zima guanilato ciclasa. La que activada, acelera la producción de guanosin monofosfato cíclico (GMP-c). Éste se encarga de eliminar el calcio libre. La salida del calcio provoca que se relaje el músculo. Es la tensión del músculo lo que impide que la sangre fluya. Contrariamente a lo que podría pensarse, es al relajarse el músculo que se permite que la sangre fluya causando la erección. La erección termina cuando una enzima, la fosfodiesterasa, degrada al GMP-c haciendo que el calcio regrese a su lugar tensionando al músculo de nueva cuenta. El sildenafil, el principio activo del Viagra, inhibe la acción de esta enzima logrando de este modo curar la disfunción eréctil.

El óxido nítrico es el Cupido Celular que no sólo permite el amor sino que hace que perdure en el recuerdo.

PLINIO SOSA FERNNDEZ