¿Por qué algunos animales tienen espermatozoides veinte veces más
largos que sus cuerpos? Todos los espermatozoides realizan el mismo trabajo
básico: fertilizar óvulos, pero el tamaño importa y en gran medida es la hembra
la que condiciona que los espermatozoides sean grandes o pequeños.
Durante más de un siglo, los biólogos evolucionistas se han esforzado
por explicar la extraordinaria diversidad de la morfología del esperma en los
animales. Una hipótesis para explicar la diversidad de los espermatozoides es
que la longitud de los espermatozoides está determinada por el entorno donde
tiene lugar la fertilización (es decir, el modo de fertilización).
El tamaño de los espermatozoides de las especies es muy variable. Por
ejemplo, la avispilla parásita Cotesia congregata produce pequeños espermatozoides que miden menos de una milésima de centímetro de largo, mientras que las
minúsculas moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) producen
espermatozoides con colas de unos 6 cm que se enrollan fuertemente para caber
dentro de sus cuerpos diminutos.
La causa de las diferencias de tamaño tiene
un porqué. En su mayor parte, los animales utilizan dos modos de
reproducción sexual. Un grupo, que incluye mamíferos, insectos y aves, son fecundadores
endógenos que transportan los óvulos dentro de sus cuerpos. Por el contrario, los
fecundadores exógenos, en su mayoría especies acuáticas o anfibias, liberan sus
óvulos en el medio y esperan que la suerte los acompañe.
En ambos grupos, toneladas de espermatozoides compiten en una verdadera
batalla por el premio de fertilizar el óvulo, pero los retos que impone cada modalidad
de fecundación ejercen una enorme presión evolutiva sobre el tamaño de los
espermatozoides.
Los fecundadores exógenos tienden a tener espermatozoides muy pequeños
porque tienen que producir enormes cantidades para llegar a los óvulos. La
fertilización externa requiere expulsar una nube de espermatozoides
generalmente al agua. A medida que los espermatozoides se propagan, se diluyen,
por lo que la mejor estrategia es producir tantos espermatozoides como sea
posible para maximizar las posibilidades de que al menos uno alcance un óvulo.
Debido a que cualquier animal tiene una cantidad limitada de energía para
producir esperma, no puede permitirse el lujo de hacerlos más grandes de lo que
resulte absolutamente necesario.
La situación es completamente diferente para los fecundadores
endógenos, en los que el tracto reproductivo de la hembra influye en la forma
en que los espermatozoides luchan entre sí. En la fertilización interna, los
espermatozoides trabajan en un espacio reducido, por lo que en esa situación un
tamaño más grande puede ser mejor para eliminar otros espermatozoides,
independientemente de si provienen del mismo padre o de diferentes padres
potenciales. Algunas especies producen espermatozoides enormes y si se producen
espermatozoides enormes, no cabe producir tantos.
Además de los fecundadores internos y externos, hay un tercer modo
reproductivo más raro, que es una combinación de fertilización interna y
externa. Este método se presenta en algunos moluscos bivalvos.
Los sexos suelen estar separados en los bivalvos, pero se conoce algún
hermafroditismo. Las gónadas maduras de machos y hembras liberan esperma y óvulos
en el agua. La fecundación suele ser externa, pero en algunas especies, en las
que se incluyen los amenazados mejillones de agua dulce (Margaritifera
margaritifera) las hembras aspiran agua con esperma a través de sus
sifones inhalantes y la fecundación tiene lugar en el interior de la hembra. A
continuación, estas especies crían a las crías dentro de la cavidad de su
manto, liberándolas finalmente en el agua como larvas.
En estos organismos la fecundación implica el efecto de dilución porque
los espermatozoides se expulsan al agua, pero como los espermatozoides penetran
en la hembra, evolucionaron bajo los mismos tipos de presiones que experimentan
los fertilizadores endógenos. En estas especies, los espermatozoides son pequeños,
similares en tamaño a los de los fertilizadores externos, probablemente porque
expulsar esperma al agua incentiva una mayor producción, obligándolos a ser
pequeños. Pero una vez que la hembra absorbe esos espermatozoides, los
espermatozoides más grandes tienden a ganar.
A pesar de ser fertilizantes internos, los humanos no tenemos
espermatozoides monstruosos. En cambio, el esperma humano mide unos modestos
0,005 cm de largo, dentro del rango de tamaño que se observa en los fecundadores
externos. Esto se debe a que los animales con cuerpos más grandes tienen
tractos reproductivos más grandes que hacen que los espermatozoides se
distribuyan de manera similar a como lo hacen los espermatozoides de los
fertilizadores externos.
Cuanto más pequeño es el tracto reproductivo, más grandes son los
espermatozoides. Y para una mosca de la fruta, es lo más estrecho posible. Por
eso, el esperma de la mosca de la fruta tiene veinte veces la longitud del
cuerpo del animal. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.
