Damschen / ARCO/naturepl.com
Los genitales de gallo son un rompecabezas evolutivo.
El caso del pene de pájaro desaparecido es un misterio de larga data en la biología evolutiva. Pero la identificación de un mecanismo molecular que controla la pérdida de pene en las aves ayuda a resolver este enigma.
Aproximadamente el 97% de las especies de aves tienen poco o nada de falo, a pesar de reproducirse por fertilización interna. Un estudio publicado hoy en Current Biology1 muestra que el desarrollo de penes de pollo se ve interrumpido por señales que promueven la muerte celular.
«Este artículo sería de Naturaleza o Ciencia si se tratara de personas», dice Richard Prum, ornitólogo evolutivo de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut. «Todo el resultado es completamente novedoso.»
Los pollos machos, que poseen solo un nudo fálico rudimentario, bombean su esperma a las hembras mediante un ‘beso de cloaca’, un movimiento que presiona las cloacas macho y hembra, aberturas utilizadas para la excreción de desechos y la cópula. Por el contrario, los patos cuentan con penes grandes y elaboradamente enrollados que pueden medir aproximadamente la mitad de la longitud de sus cuerpos2.
Para comprender mejor las señales que controlan el crecimiento del pene, investigadores liderados por Martin Cohn, un biólogo del desarrollo de la Universidad de Florida en Gainesville, buscaron diferencias entre el desarrollo de embriones de pato y pollo.
De cerca y de forma personal
Los científicos observaron el desarrollo del pene a través de pequeñas ventanas cortadas en huevos de pato y pollo. Descubrieron que los pollos inicialmente forman penes similares a los de los patos, pero que aproximadamente al noveno día de desarrollo, el pene de pollo naciente, llamado tubérculo genital, deja de crecer y comienza a encogerse.
«Esperábamos encontrar que faltaba algún factor crítico de crecimiento», dice Cohn, pero el equipo descubrió que muchos de los mismos genes que impulsan el crecimiento del pene en los patos seguían expresándose fuertemente en los pollos. Sin embargo, hay una diferencia clave entre las dos especies. Los pollos mostraron niveles elevados de Bmp4, una proteína que promueve la muerte celular, cerca de la punta del tubérculo. «Nos sorprendió mucho», dice Cohn.
Los investigadores pudieron evitar la muerte de células genitales en pollos tratando un lado del tubérculo con Noggin, una proteína que bloquea la actividad de Bmp. Después de un día, el lado tratado con la cabeza creció a aproximadamente 6,5 veces la longitud del lado no tratado. El tratamiento de un lado de los tubérculos de pato en crecimiento con Bmp4 resultó en muerte celular localizada y contracción del pene, imitando el desarrollo genital normal en pollos machos.
Los resultados sugieren que el crecimiento genital en las aves está controlado por un programa común que se ha personalizado mediante ajustes evolutivos en la señalización Bmp, dicen los autores.
Pero los datos no explican por qué los pollos se despojan de sus penes. Cohn sugiere que los falos pueden haberse perdido como consecuencia secundaria de la evolución en otras partes del cuerpo, como extremidades y dientes, cuyo desarrollo también se ve afectado por las proteínas Bmp.
Bob Montgomerie, biólogo evolutivo de la Queen’s University en Ontario, Canadá, no está de acuerdo. Él y otros han sugerido que debido a que el beso de cloaca requiere cooperación entre parejas dispuestas, las gallinas y otras aves pueden haber seleccionado machos con penes más pequeños en parte para escapar de la cópula forzada. Con el tiempo, esa preferencia habría remodelado los genitales de las aves macho.