Explican la causa de las diferencias en tipos de pene entre especies

Cuando los vertebrados pasaron a tener un estilo de vida terrestre, tuvieron que adaptar su aparato locomotor y sus órganos reproductivos. Pero poco se sabe de cómo la evolución promovió el desarrollo de los genitales externos que permitieron a los animales reproducirse en tierra firme.

Esta parte del aparato reproductor presenta diferencias según la especie. Por ejemplo, los genitales de la serpiente y los del lagarto se derivan del tejido que da lugar a sus patas traseras, mientras que los penes de los mamíferos nacen de la cola. A pesar de estos notables contrastes, sus estructuras son funcionalmente análogas.

Un estudio publicado en la revista Nature y dirigido por Clifford Tabin, del departamento de genética de la Facultad de Medicina de Harvard, ha aclarado el porqué de las diferencias entre los genitales de los machos de pollo, ratón, lagarto y serpiente.

“¿Cómo surge una estructura equivalente de tejidos completamente diferentes? La respuesta resulta ser que hay un segundo tejido que envía señales que ordenan a las células vecinas la creación de los genitales externos”, declara a Sinc Tabin.

Señales desde la cloaca

Aves, reptiles y anfibios, así como algunos peces y mamíferos (por ejemplo, los marsupiales), poseen al final del tracto digestivo un órgano llamado cloaca, en el que se unen los conductos del aparato urinario y el reproductor.

Según han averiguado los científicos de Harvard, en los embriones de pollo, la cloaca emite señales moleculares para que las células vecinas formen los genitales externos. Así que la ubicación de la cloaca determina qué tejidos reciben la primera señal.

En las serpientes y los lagartos, se encuentra más cerca del mesodermo lateral, el mismo tejido que hace que las extremidades reciban la señal molecular; mientras que en los mamíferos el tejido creador del pene está más cerca de la cola.

Una teoría probada en pollos

Para confirmar este hallazgo, los investigadores hicieron dos grupos de embriones de pollos. A unos les injertaron tejido de cloaca al lado de las extremidades, y a los del otro grupo, al lado de los brotes de la cola.

Lo que observaron en ambos casos es que las células más cercanas a la cloaca injertada respondieron a las señales y parcialmente se convirtieron en genitales.

“En un sentido más amplio, la importancia radica en el concepto de la evolución por ‘homología’. Una estructura que se encuentra en dos organismos diferentes es homóloga si la estructura fue heredada de un ancestro común que tenía una versión de esa estructura. Así, el ala de un murciélago, la aleta de una ballena y la mano son homólogos, todos derivan de la misma extremidad anterior de un antepasado común”, explica Tabin.

En este caso, los genitales, aunque no son homólogos, sí reflejan un paralelismo a otro nivel, porque derivan del mismo programa genético y están inducidos por el mismo conjunto ancestral de señales moleculares: las de la cloaca.

Ahora que han entendido el origen del pene, los investigadores quieren averiguar lo que impulsa a las células de las hembras a convertirse en un clítoris. El hallazgo no solo resuelve un enigma biológico, sino que también podría ayudar a los millones de personas que nacen en el mundo con malformaciones genitales.

¿Por qué muy pocas aves tienen pene?

El año pasado, un estudio realizado en la Universidad de Florida desveló, por otra parte, el mecanismo genético que explica que muy pocas aves tengan pene.

Según los científicos, esto se debe a que, durante el crecimiento del embrión, los pollos comienzan a desarrollar un tubérculo genital, predecesor del falo, pero, llegado cierto momento, se activa un proceso de muerte celular, y este órgano empieza a retraerse hasta desaparecer, antes de que el animal salga del cascarón.

Referencia bibliográfica:

Patrick Tschopp, Emma Sherratt, Thomas J. Sanger, Anna C. Groner, Ariel C. Aspiras, Jimmy K. Hu, Olivier Pourquié, Jerome Gros y Clifford J. Tabin. A relative shift in cloacal location repositions external genitalia in amniote evolution. Nature (2014). DOI:10.1038/nature13819.