Dinámica evolutiva de la determinación sexual en Branchiostoma belcheri impulsada por la transposición repetida de un único gen novedoso

Cómo una diminuta criatura marina baraja las reglas de ser macho o hembra

En la mayoría de los libros de texto escolares, el sexo se presenta como una cuestión simple de cromosomas X e Y, pero en gran parte del mundo vivo las reglas son mucho más fluidas. Este estudio examina un pequeño animal parecido a un pez llamado anfioxo, un pariente cercano de los vertebrados, y desvela un sistema inesperadamente dinámico para decidir quién se convierte en macho o hembra. Siguiendo los movimientos de un único gen a lo largo del genoma, los autores muestran cómo pueden nacer, moverse y perder en parte su función los interruptores que determinan el sexo, todo dentro de una misma especie.

Un animal sencillo con un interruptor sexual complejo

El anfioxo, o lanceta, vive enterrado en arena poco profunda y ocupa una posición clave en el árbol evolutivo entre los invertebrados y los vertebrados. Trabajos previos mostraron que varias especies de anfioxo, incluida Branchiostoma belcheri, presentan un sistema ZW, en el que las hembras llevan los cromosomas sexuales Z y W, pero estos cromosomas se parecen casi idénticos al microscopio. Esto dificulta identificar las regiones exactas de ADN que deciden el sexo. Utilizando nuevos ensamblajes genómicos de alta calidad procedentes de varios individuos de B. belcheri, los investigadores reexaminaron dónde se ubican las regiones determinantes del sexo y cómo difieren entre machos y hembras.

Un gen clave, copiado y movilizado

El equipo se centró en un gen llamado tesD, que está activo sólo en los testículos en tres especies de anfioxo. Usando edición genética CRISPR en la especie emparentada B. floridae, anularon tesD. Los machos genéticos que carecían de tesD funcional ya no formaron testículos y, en cambio, desarrollaron ovarios, permaneciendo por lo demás sanos. Esto demuestra que tesD es esencial y específico para el desarrollo masculino, actuando como un interruptor maestro en la vía que conduce a los órganos productores de esperma. De forma intrigante, genes similares faltan en los vertebrados, lo que sugiere que esta es una solución antigua de los cordados que más tarde fue sustituida en nuestra propia línea evolutiva.

Dos regiones exclusivas de las hembras nacidas de ADN saltarín

En la propia B. belcheri, los autores descubrieron no una sino dos regiones distintivas específicas de las hembras en el cromosoma 13. Ambas regiones contienen copias adicionales de tesD, denominadas tesDwa y tesDwb. Estas copias no surgieron por una duplicación simple adyacente al gen original; en cambio, fueron transportadas por fragmentos de ADN móviles llamados transposones, que pueden cortarse y pegarse en distintos lugares del genoma. Una región determinante del sexo aterrizó dentro de un gen llamado twai, y la otra se insertó en el extremo final de un gen llamado vps9c. Estudios genéticos y pruebas PCR específicas mostraron que aproximadamente la mitad de las hembras llevan la región más antigua con tesDwa, y la otra mitad porta la región más nueva con tesDwb, mientras que los machos en general carecen de ambas.

Cómo las copias ayudan a crear hembras

Tener copias adicionales de un gen que promueve el fenotipo masculino en el cromosoma W femenino parece paradójico. La solución reside en cómo se usan esas copias. En los ovarios, las copias ligadas a W, tesDwa y tesDwb, se leen en la dirección opuesta al tesD autosómico original, produciendo ARN largos no codificantes en lugar de proteína. Estos largos ARN se solapan con el mensaje normal de tesD y se transcriben junto con sus genes anfitriones, lo que sugiere que secuestran promotores locales. La presencia de estos ARN antisentido se correlaciona con el silenciamiento del gen tesD original a nivel del ADN en las hembras, como muestran ensayos de accesibilidad de la cromatina. En efecto, las copias ligadas a W actúan como silenciadores, apagando el interruptor masculino y orientando el desarrollo hacia ovarios.

Cuando el interruptor sexual salta y cae en silencio

La región más joven que contiene tesDwb sigue siendo móvil. Los transposones que la rodean conservan estructuras repetitivas intactas que indican actividad reciente, y los autores encontraron individuos en los que este casete había saltado del cromosoma W a cromosomas ordinarios (autósomas), incluido un telómero y un intrón de otro gen. En estas nuevas ubicaciones, sin embargo, tesDwb no se transcribe, su efecto de silenciamiento sobre tesD se pierde y deja de asociarse con el sexo. Aproximadamente un 5–10% de machos y hembras portan tales copias “silenciosas”, lo que ilustra cómo los módulos sexuales móviles pueden propagarse, inactivarse y quizás ser reemplazados a lo largo del tiempo evolutivo.

Qué significa esto para la evolución del sexo

Para un lector no especializado, el mensaje principal es que la determinación del sexo no está fijada de una vez por todas, ni siquiera dentro de una sola especie. En B. belcheri, un único gen que genera machos, tesD, ha sido copiado, movido por ADN saltarín y reutilizado para ayudar a formar hembras bloqueando su propia actividad. Regiones determinantes del sexo antiguas y nuevas coexisten ahora, y la más reciente sigue desplazándose por el genoma. Este tipo de reordenamiento continuo puede ayudar a explicar por qué muchos animales mantienen cromosomas sexuales que parecen ordinarios, sin la fuerte degeneración observada en el cromosoma Y humano, y ofrece una instantánea en vivo de cómo nacen y compiten nuevos sistemas determinantes del sexo a lo largo del tiempo evolutivo.

Cita: Li, H., Liu, F., Li, J. et al. Evolutionary dynamics of sex determination in Branchiostoma belcheri driven by repeated transposition of a single novel gene. Nat Commun 17, 1616 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68322-6

Palabras clave: determinación sexual, anfioxo, elementos transponibles, lncRNA, genética evolutiva