¿Masculino o femenino? un solo gen en ranas logró “apoderarse” del control del sexo biológico

La determinación del sexo suele presentarse como uno de los procesos más estables de la biología: cromosomas, genes y cascadas moleculares que, con ligeras variaciones, se repiten a lo largo de millones de años. Sin embargo, una nueva investigación demuestra que este sistema puede ser sorprendentemente flexible. Un equipo internacional de científicos ha reconstruido cómo, en una especie de rana, un solo gen logró “apoderarse” del control del sexo biológico hace unos 20 millones de años, dando lugar a un mecanismo evolutivo radicalmente distinto.

El estudio, publicado en PLOS Genetics y liderado por investigadores del Marine Biological Laboratory (MBL), se centra en la rana africana Xenopus laevis. En esta especie, el desarrollo como macho o hembra no depende de los mismos interruptores genéticos que en los humanos u otros vertebrados. En su lugar, está gobernado por un gen llamado dm-w, cuya historia evolutiva resulta tan reciente como reveladora.

Los investigadores demostraron que dm-w no apareció “desde cero”, sino que desciende de un gen mucho más antiguo y conservado: dmrt1, clave en la diferenciación sexual masculina en humanos, peces, aves y reptiles. Lo llamativo es que, en Xenopus laevis, este linaje genético siguió un camino inesperado: una copia del gen ancestral terminó promoviendo el desarrollo femenino en lugar del masculino.

Este cambio no fue instantáneo. Según el estudio, todo comenzó con un evento poco común pero decisivo: una duplicación completa del genoma ocurrida hace unos 20 millones de años, cuando un antepasado de X. laevis duplicó todo su material genético. Como resultado, la rana heredó dos copias de casi todos sus genes, incluido dmrt1.

Para entender qué ocurrió después de esa duplicación, los científicos compararon X. laevis con una especie cercana, Xenopus tropicalis, que no pasó por ese evento y actúa como modelo del estado ancestral. Mediante técnicas de edición genética, el equipo desactivó de forma selectiva distintas versiones del gen dmrt1 en machos y hembras de ambas especies, observando los efectos sobre la fertilidad y el desarrollo sexual.

Este enfoque permitió “rebobinar” la evolución genética y analizar, paso a paso, cómo cada copia del gen fue adquiriendo —o perdiendo— funciones en uno u otro sexo. El resultado fue una divergencia funcional mucho más compleja de lo esperado.

El nacimiento de un nuevo interruptor sexual

En las hembras, una de las copias duplicadas, dmrt1.L, conservó su función ancestral: sin ella, las ranas no producían óvulos viables. En los machos, en cambio, esa misma copia pasó a desempeñar un papel nuevo y crucial en la producción de esperma. La otra versión, dmrt1.S, perdió progresivamente su importancia para la fertilidad femenina.

Este detalle fue clave. Al dejar de ser esencial en las hembras, dmrt1.S quedó “liberado” de la presión evolutiva. Ya no ponía en riesgo la reproducción si mutaba, lo que abrió la puerta a cambios más drásticos.

Esa libertad genética permitió que dmrt1.S se duplicara parcialmente y diera lugar a un nuevo gen: dm-w. Con el tiempo, este gen adquirió la capacidad de inclinar todo el sistema de desarrollo hacia lo femenino. En Xenopus laevis, la presencia de dm-w desencadena el desarrollo de hembras; en su ausencia, el organismo se desarrolla como macho.

Según los autores, este fue un auténtico punto de inflexión evolutivo: un gen que había dejado de ser esencial para la fertilidad pudo “secuestrar” el sistema completo de determinación del sexo y redefinirlo en una escala relativamente corta, desde el punto de vista evolutivo.

Un caso particular con implicaciones generales

La solidez del estudio reside en la combinación de genética comparada, experimentos funcionales y un acceso prolongado a modelos animales especializados. Durante más de una década, los investigadores trabajaron con líneas de ranas modificadas genéticamente, observando no solo su apariencia externa, sino también el estado interno de ovarios y testículos, la producción de gametos y la viabilidad reproductiva.

La comparación directa entre especies, sexos y copias génicas permitió descartar explicaciones alternativas y reconstruir una secuencia evolutiva coherente: duplicación del genoma, divergencia funcional de dmrt1, pérdida de esencialidad en un contexto específico y, finalmente, la aparición de un nuevo gen regulador.

Aunque el estudio se centra en una rana concreta, sus implicaciones van más allá. Demuestra que los sistemas de determinación del sexo, lejos de ser inamovibles, pueden reorganizarse rápidamente cuando las condiciones genéticas lo permiten. También ilustra cómo un mismo gen puede desempeñar funciones opuestas según el contexto biológico, en este caso, el sexo del individuo. @mundiario