Estudio liderado por científico del CONICET concluye que la explicación clásica de la depresión por consanguinidad es insuficiente

La pregunta acerca de por qué la descendencia de individuos emparentados suele presentar menor capacidad para sobrevivir o reproducirse demanda la atención de los biólogos desde hace más de un siglo. La explicación clásica sostiene que la consanguinidad aumenta la probabilidad de que estos individuos hereden dos copias recesivas o defectuosas del mismo gen, una de cada progenitor. Dado que los parientes tienen en común buena parte de su información genética, también tienen más probabilidades de compartir mutaciones perjudiciales en los mismos genes. Cuando ambas coinciden en la descendencia, sus efectos negativos se manifiestan.

Sin embargo, esta explicación depende de un supuesto fundamental: que esos efectos negativos sólo pueden aparecer porque dentro de las distintas especies existen variaciones genéticas entre los individuos, es decir, porque algunos portan en sus ADN variantes perjudiciales -transmisibles a la descendencia-  que otros no comparten. Si esas variaciones desaparecieran y todos los individuos de una especie compartieran prácticamente el mismo genotipo, la depresión por consanguinidad debería desaparecer. No obstante, esa predicción nunca había sido puesta a prueba de manera directa. Ahora, un estudio liderado por Nicolás Bonel, investigador del CONICET en el Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida (CERZOS, CONICET-UNS), y Patrice David, del Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive (CEFE-CNRS, Francia), muestra que esa explicación es insuficiente para describir todos los procesos involucrados. El trabajo fue publicado en la revista Evolution Letters.

“Durante más de un siglo asumimos que la depresión por consanguinidad era exclusivamente una consecuencia de mutaciones deletéreas que quedaban expuestas al aumentar la homocigosis (la posesión de dos copias idénticas de un mismo gen). Nuestro estudio permitió poner esa explicación a prueba de manera directa. Buscamos responder una pregunta fundamental: ¿qué ocurriría con la depresión por consanguinidad si se eliminara casi por completo la variación genética entre los individuos sin modificar el grado de parentesco entre ellos? Responderla exigió un diseño experimental capaz de desacoplar, por primera vez, el parentesco genealógico de la variación genética. Los resultados muestran que los efectos negativos de la consanguinidad persisten aun cuando ya no existe variación genética que pueda explicar las diferencias observadas. Eso nos obliga a considerar que existen otros mecanismos involucrados en este fenómeno”, explica Nicolás Bonel.

El equipo de investigación trabajó con Physa acuta, un caracol hermafrodita de agua dulce ampliamente utilizado como organismo modelo en estudios de consanguinidad. Diferentes individuos fueron sometidos a autofecundación forzada durante 28 generaciones hasta reducir su variación genética a niveles casi nulos, obteniendo así líneas experimentales genéticamente uniformes. Luego cruzaron esas líneas y, con la descendencia genéticamente uniforme resultante, generaron tres tipos de cruzamientos: autofecundación, fecundación entre hermanos y fecundación entre primos.

Si la explicación clásica fuese suficiente, los tres grupos —con prácticamente el mismo genotipo— deberían haber tenido igual posibilidad de sobrevivencia y reproducción. Sin embargo, ocurrió lo contrario: la descendencia autofecundada mostró menor supervivencia juvenil, menor tamaño corporal y menor éxito reproductivo que la nacida de cruces entre hermanos, y esta última tuvo un menor desempeño que la de cruces entre primos

Para descartar que esas diferencias se debieran a nuevas mutaciones surgidas durante el experimento, el equipo utilizó modelos de simulación basados en las tasas de mutación conocidas para la especie, e incluso multiplicándolas por diez, un escenario biológicamente muy improbable. El modelo no logró reproducir la magnitud del efecto observado. La explicación genética clásica seguía siendo insuficiente.

Para los investigadores, la explicación más consistente es la participación de mecanismos compatibles con procesos epigenéticos. Es decir, que las epimutaciones —variantes heredables que surgen y revierten con frecuencia mucho mayor que las variaciones genéticas— también contribuyen a la depresión por consanguinidad.

“El ADN contiene la información genética, pero la epigenética funciona como un conjunto de instrucciones que regulan cómo se utiliza esa información. Son marcas químicas que pueden activar o silenciar genes sin modificar la secuencia del ADN y, en algunos casos, transmitirse de padres a hijos. Nuestra hipótesis es que cuando los gametos provienen de individuos estrechamente emparentados, es más probable que compartan ciertas marcas epigenéticas desfavorables, lo que podría afectar el desarrollo y el desempeño de la descendencia aun cuando la secuencia del ADN sea la misma”, explica Bonel.

Desarrollar un experimento de estas características demandó más de una década de trabajo continuo. “Mantener líneas experimentales durante más de veintiocho generaciones requirió un seguimiento constante y una infraestructura que pudiera sostenerse en el tiempo. Hay preguntas científicas que no admiten atajos: necesitan tiempo, continuidad, planificación y equipos que permitan sostener investigaciones de largo plazo”, destaca el investigador.

Implicancias para la biología evolutiva y la conservación de las especies

De acuerdo con el investigador, comprender por qué la consanguinidad reduce la capacidad de supervivencia de una población es un tema central para la biología evolutiva, con implicancias directas para la conservación de especies amenazadas.

Muchas poblaciones pequeñas y aisladas se reproducen entre individuos emparentados debido a la escasez de ejemplares. Hasta ahora, los modelos utilizados para evaluar ese riesgo consideraban principalmente la acumulación de mutaciones perjudiciales. Los nuevos resultados sugieren que también podrían intervenir mecanismos epigenéticos, un aspecto que podría incorporarse en futuras investigaciones y estrategias de conservación.

Para finalizar, Bonel destaca que el hallazgo podría aportar nuevas herramientas para programas de cría selectiva y mejoramiento genético, donde la reproducción entre individuos emparentados es una práctica frecuente para fijar determinadas características y preservar líneas genéticas.

La investigación fue desarrollada en el marco de una colaboración entre instituciones argentinas y francesas: el CERZOS (CONICET-Universidad Nacional del Sur); el Centre d’Écologie Fonctionnelle et Évolutive (CEFE-CNRS, Montpellier), donde se llevaron adelante los experimentos de largo plazo que hicieron posible este estudio y el Interactions Hôtes-Pathogènes-Environnements (IHPE-CNRS, Universidad de Perpiñán), en Francia.