Contrariamente a los humanos, cuyo sexo está determinado por los cromosomas X e Y, los hongos tienen un sistema de reproducción mucho más complejo. Un nuevo estudio, liderado por un investigador español, ha permitido identificar un total de 17.550 tipos de apareamiento en los hongos poroides Trichaptum, lo que les permite reducir la endogamia y adaptarse mejor a ambientes hostiles.
Hongo poroide del género Trichaptum. / Andreas Kunze – Eigenes Werk
El sexo en hongos es bastante desconocido por el público, “a pesar de que tienen sus clubs de fans”, cuenta a SINC David Peris, del departamento de Biociencias de la Universidad de Oslo, en Noruega. La reproducción sexual de estos organismos se lleva en realidad a cabo por la fusión de núcleos sexualmente compatibles para la posterior producción de esporas recombinantes.
En las personas el sexo está determinado por los cromosomas X e Y, lo que en teoría nos da solo un 50 % de posibilidades de encontrar una pareja compatible. Con la ayuda de la vista, el oído y otros sentidos aumentan las posibilidades de reproducción. Sin embargo, los hongos no tienen ojos, ni oídos ni otros órganos que les favorezcan, pero tienen un sistema de apareamiento mucho más complejo que casi garantiza el éxito cuando envían sus esporas en busca de una pareja.
Se han identificaron más de 20 alelos en cada uno de los loci de Trichaptum, lo que en total suma 17.550 tipos de apareamiento para este género de hongos
En este caso, el número de tipos de apareamiento depende de si estos están determinados por dos loci con dos o más alelos –donde se determina la compatibilidad reproductiva y que define el tipo sexual–, o bien por varios loci con cientos de alelos que dan como resultado varios miles de tipos de apareamiento diferentes.
En los hongos poroides del género Trichaptum el sistema de apareamiento es tetrapolar (aparecen varios factores determinantes) con múltiples alelos, y el tipo de apareamiento se decide por dos loci diferentes en el genoma.
Tras recoger muestras de 180 individuos de estos organismos en todo el mundo, los científicos liderados por el español David Peris identificaron más de 20 alelos en cada uno de los loci, lo que en total suma 17.550 tipos de apareamiento para este género de hongos, según recogen en un nuevo estudio, publicado en la revista PLoS Genetics. “El 98 % de las veces encontrarán una pareja compatible”, afirma Peris. También hay una gran variación de genes en estos dos loci de apareamiento.
Ventajas para los hongos
“La selección natural ha permitido que este grupo de hongos haya desarrollado un mecanismo sexual que rebaje la tasa de endogamia, que en humanos se conoce como consanguinidad, lo que puede tener efectos negativos en ambientes variables como los que vivimos actualmente con el cambio climático”, señala Peris.
“Tienen muchas posibilidades de encontrar a ‘alguien’ con un tipo de apareamiento diferente y tienen menos posibilidades de endogamia”, añade Inger Skrede, profesora asociada del departamento de Biociencias de la Universidad de Oslo.
Este nuevo sistema permite que los cruces sean más frecuentes entre individuos no emparentados lo que les da una ventaja adaptativa en ambientes más hostiles. “Un tipo particular de selección, la balanceadora o estabilizadora, que lleva actuando antes de la aparición de algunas especies recientes de hongos, ha permitido que estos tengan más de 16.000 tipos sexuales. Si comparamos en humanos que solo hay dos (hembra y macho), esto es un número altísimo”, apunta Peris.
La selección natural ha permitido que este grupo de hongos haya desarrollado un mecanismo sexual que rebaje la tasa de endogamia, que en humanos se conoce como consanguinidad
Los hongos Trichaptum no son los únicos en tener un número tan elevado de tipos de apareamiento, como señalaban estudios anteriores. “Es común en estos hongos en general”, subraya Skrede, “y creemos que se mantiene porque siempre es una ventaja ser raro. Si tienes un alelo que no es común, tienes más posibilidades de conocer a otro diferente. Esto mantiene esta gran diversidad”.
“Cuando encuentren una pareja compatible con un tipo de apareamiento diferente, el resto del genoma probablemente también sea distinto, por lo que obtendrán una nueva combinación de alelos. Si las condiciones del entorno cambian y se necesita generar diversidad para adaptarse a estas nuevas condiciones, la mezcla de alelos diferentes aumentará sus posibilidades de supervivencia”, explica Peris.
Los científicos los comparan con nuestros genes inmunitarios. “Si tienes más alelos en tus genes inmunitarios, eres capaz de detectar más patógenos y tu sistema inmunitario los atacará. Y si tienes más alelos en los genes del apareamiento, tienes más posibilidades de encontrar una pareja compatible”, comenta el experto.
Para llegar a estas conclusiones los científicos consiguieron la secuencia completa del genoma de las muestras recogidas, y de ahí sacaron los loci y compararon qué genes y qué versión tenían. Así pudieron predecir cuáles deberían poder aparearse y cuáles no. El apareamiento real lo comprobaron en el laboratorio.
“Fue una buena forma de comprobar los resultados. Los pusimos juntos de dos en dos en una placa Petri, y luego pudimos observar fácilmente en el microscopio cuáles se habían apareado”, apunta Skrede.
Este estudio forma parte de un proyecto más amplio en el que los investigadores tratan de identificar las barreras que impiden a los hongos aparearse. “Para ello necesitábamos esta información de base sobre cómo se aparean normalmente”, concluye la científica.
Referencia:
David Peris et al. “Large-scale fungal strain sequencing unravels the molecular diversity in mating loci maintained by long-term balancing selection” PLoS Genetics, 2022