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Cómo los pájaros se vuelven machos o hembras, y ocasionalmente ambos


Los gemelos australianos “semi-idénticos” altamente inusuales reportados la semana pasada son el resultado de un evento raro. Se cree que el hermano y la hermana (que tienen genes idénticos de su madre pero no su padre) se desarrollaron a partir de un óvulo fertilizado por dos espermatozoides diferentes en el mismo momento.


Jenny Graves

En los humanos, es el esperma el que determina si un embrión es empujado a lo largo de una vía de desarrollo masculina o femenina. Pero en las aves , es al revés. Los huevos son el factor decisivo en el sexo de las aves.

Hay otros aspectos fascinantes del sexo de aves que no se comparten con los humanos. Las aves hembras parecen tener cierta capacidad para controlar el sexo de sus polluelos. Y de vez en cuando se produce un ave que es hembra en un lado y macho en el otro, como en informes recientes de este cardenal en los Estados Unidos .

Los cromosomas X e Y, Z y W

Entonces, ¿qué tienen los cromosomas de las aves que hacen que el sexo de las aves sea tan diferente del sexo humano?

En los humanos, las células en las hembras tienen dos copias de un cromosoma grande y rico en genes llamado X. Las células masculinas tienen un X y un diminuto cromosoma Y.

Las aves también tienen cromosomas sexuales, pero actúan de manera totalmente opuesta. Las aves macho tienen dos copias de un cromosoma grande, rico en genes, llamado Z, y las hembras tienen un solo cromosoma Z y un W. El pequeño cromosoma W es todo lo que queda de una Z original, que degeneró con el tiempo, al igual que la Y humana.

Cuando las células en el ovario de ave se someten al tipo especial de división (llamada “meiosis”) que produce los óvulos con un solo juego de cromosomas, cada óvulo recibe una Z o una W.

La fertilización con un espermatozoide (todos los cuales llevan una Z) producen ZZ machos o ZW hembras.

Las aves pueden controlar el sexo de sus polluelos.

Podríamos esperar que, durante la meiosis, la separación aleatoria de Z y W resulte en que la mitad de los polluelos sean machos y la mitad hembra, pero las aves son difíciles. De alguna manera, la hembra puede manipular si el cromosoma Z o W se mete en un huevo.

La mayoría de las especies de aves producen más machos que hembras en promedio. Algunas aves, como los cernícalos, producen diferentes proporciones de sexos en diferentes épocas del año y otras responden a las condiciones ambientales o la condición corporal de la hembra . Por ejemplo, cuando los tiempos son difíciles para los pinzones cebra, se producen más hembras. Algunas aves, como el kookaburra, por lo general se las ingenian para incubar primero a un polluelo macho y luego a uno femenino .

¿Por qué un pájaro manipularía el sexo de sus polluelos? Creemos que está optimizando la probabilidad de que sus hijos se apareen y se críen jóvenes (asegurando así la continuación de sus genes en las generaciones futuras).

Es lógico que las hembras en mal estado tengan más polluelos hembras, ya que es poco probable que los machos débiles superen los rigores del cortejo y la reproducción.

¿Cómo lo hace la hembra? Existe alguna evidencia de que puede sesgar la proporción de sexos controlando las hormonas, particularmente la progesterona .

Cómo se desarrollan las aves macho y hembra.

En los seres humanos, sabemos que es un gen en el cromosoma Y llamado SRY que impulsa el desarrollo de un testículo en el embrión. El testículo embrionario produce testosterona, y la testosterona impulsa el desarrollo de características masculinas como los genitales, el cabello y la voz.

Pero en las aves, un gen completamente diferente (llamado DMRT1 ) en la Z pero no en la W parece determinar el sexo de un embrión.

En un embrión ZZ, las dos copias de DMRT1 inducen a una serie de células (el precursor de gónadas) a convertirse en un testículo, que produce testosterona; Se desarrolla un ave macho. En un embrión hembra ZW, la copia única de DMRT1 permite que la gónada se convierta en un ovario, que produce estrógeno y otras hormonas relacionadas; resulta un ave hembra.

Este tipo de determinación del sexo se conoce como ” dosis de genes “.

Es la diferencia en el número de genes sexuales que determina el sexo. Sorprendentemente, este mecanismo es más común en los vertebrados que en el sistema familiar de los mamíferos (en el que la presencia o ausencia de un cromosoma Y que lleva el gen SRY determina el sexo).

A diferencia de los mamíferos, nunca vemos aves con diferencias en el número de cromosomas Z y W; Parece que no hay aves equivalentes a las mujeres XO con un solo cromosoma X, y los hombres con cromosomas XXY. Puede ser que tales cambios sean letales en las aves .

Aves que son mitad machos, mitad hembras.

Muy ocasionalmente se encuentra un pájaro con un lado macho, el otro hembra. El cardenal recién avistado tiene plumaje masculino rojo a la derecha y plumas beige (hembra) a la izquierda .

Un famoso pollo es macho a la derecha y hembra a la izquierda, con diferencias espectaculares en el plumaje, el peine y la gordura.

El origen más probable de estos animales mixtos raros (llamados “quimeras”) es de la fusión de embriones ZZ y ZW separados, o de la doble fertilización de un huevo ZW anormal.

Pero, ¿por qué hay una demarcación física 50:50 tan clara en la mitad de las aves? La proteína producida por el gen determinante del sexo DMRT1, así como las hormonas sexuales, viaja alrededor del cuerpo en la sangre, por lo que debe afectar a ambos lados.

Debe haber otra vía biológica, otra cosa en los cromosomas sexuales que corrija el sexo en los dos lados del cuerpo e interprete las mismas señales genéticas y hormonales de manera diferente.

¿Qué genes especifican las diferencias de sexo de las aves?

Las aves pueden mostrar diferencias de sexo espectaculares en apariencia (como tamaño, plumaje, color) y comportamiento (como cantar). Piensa en la espléndida cola del pavo real, muy admirada por las pardas.

Podría pensar que el cromosoma Z sería un buen lugar para los genes de color masculino exorbitantes, y que el W sería un lugar práctico para los genes de los huevos. Pero el cromosoma W parece no tener genes específicamente femeninos .

Los estudios de todo el genoma del pavo real muestran que los genes responsables de las espectaculares plumas de la cola se encuentran dispersos por todo el genoma . Por lo tanto, es probable que estén regulados por hormonas masculinas y femeninas, y solo indirectamente como resultado de los cromosomas sexuales .


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