Las familias vienen en todas las formas y tamaños, y no todos los padres están relacionados biológicamente con sus hijos. Pero la mayoría de las personas tienen dos padres genéticos, de quienes heredaron su ADN. Sin embargo, un número muy pequeño de personas técnicamente tiene tres padres genéticos y, dependiendo de la definición de “padre”, otros organismos tienen muchos más que eso.
Entonces, ¿cuál es el número máximo de padres que puede tener un organismo? Algunos animales pueden tener hasta tres padres genéticos, las plantas pueden tener al menos tres y las bacterias pueden tener multitudes.
Los humanos y la mayoría de los otros animales se reproducen sexualmente. Un espermatozoide de un padre y un óvulo de otro combinan su ADN para crear una nueva célula. Esa célula luego se divide una y otra vez a medida que se convierte en un nuevo individuo.
En casos muy raros, un ser humano podría heredar material genético de tres padres en total: de dos espermatozoides y un óvulo, o de dos óvulos y un espermatozoide. Esto último ocurre a través de un procedimiento llamado terapia de reemplazo mitocondrial . La mayor parte del ADN se almacena en el núcleo de la célula. Pero en los óvulos, parte del ADN también se almacena en una parte de la célula llamada mitocondria. Cuando el ADN mitocondrial se daña, puede provocar infertilidad o enfermedades musculares y neurológicas graves en los niños.
Para ayudar a las familias que enfrentan estos desafíos, los investigadores han comenzado a reemplazar el ADN mitocondrial en un óvulo con ADN mitocondrial saludable de otro. Algunos niños han nacido de esta manera durante la última década, aunque el número exacto no es público por razones de privacidad. Menos del 1% de su ADN total proviene del óvulo donado.
Los humanos y otros animales también podrían, en casos extremadamente raros, tener tres padres genéticos por casualidad, si dos espermatozoides de diferentes padres logran fertilizar el mismo óvulo. Este fenómeno, llamado polispermia, es raro porque el óvulo comienza a bloquear otros microsegundos de esperma después de la fertilización, dijo Ueli Grossniklaus , profesor de genética del desarrollo de plantas en la Universidad de Zúrich en Suiza. Si bien puede suceder, dijo, “por lo general, la progenie muere”.
Grossniklaus explicó que cuando los animales combinan ADN, el proceso está organizado por estructuras llamadas centriolos. El proceso de reproducción funciona con dos centriolos, uno del óvulo y otro del esperma, pero no tres. “Los mamíferos triploides no pueden sobrevivir”, dijo Grossniklaus a WordsSideKick.com. “Pero si, por ejemplo, solo una parte del cuerpo es triploide, eso puede funcionar”.
Por lo general, cuando una célula triploide se divide, en tres células en lugar de las dos habituales, las nuevas células no tendrán la combinación adecuada de material genético para sobrevivir. A veces, sin embargo, algunos de ellos lo harán. Luego, el niño puede terminar con el ADN de un espermatozoide en algunas partes de su cuerpo y el ADN de otro, o ambos, en otra parte. Esta mezcla, una forma de mosaicismo genético, es muy rara. Se ha documentado en niños humanos (que tenían graves discapacidades intelectuales y físicas), así como en embriones de caballos y ganado . En los casos que conocemos, dijo Grossniklaus, ambos espermatozoides procedían del mismo progenitor. Sin embargo, técnicamente, esto también podría suceder con el esperma de dos padres diferentes.
Algunas salamandras del linaje Ambystoma también tienen padres múltiples, según un estudio de 2017 en la revista Genome Biology and Evolution . Estas salamandras solo tienen crías hembras, pero se aparean con machos de otras especies del género Ambystoma . Cuando una hembra se aparea, conserva algunos de los genes del macho y descarta otros. Después de estudiar una hembra con un genoma triploide, o tres copias “extra” del genoma de tres especies macho diferentes, los investigadores descubrieron que cada padre había contribuido por igual a la hija.
“Está mayormente equilibrado”, dijo en un comunicado el primer autor del estudio, Kyle McElroy , biólogo de la Universidad Estatal de Iowa . “La mayoría de los tres genomas se expresan por igual en este híbrido”.
Las plantas, por otro lado, pueden tener tres padres genéticos que contribuyan a todas las células de sus cuerpos “porque las plantas no tienen centríolos”, dijo Grossniklaus. Para buscar plantas con más de dos progenitores, Grossniklaus experimentó con maíz; esa investigación fue publicada en la revista Current Biology . Cada grano de maíz es un huevo fertilizado; dejó que cada uno se convirtiera en un embrión y luego los examinó. Debido a cómo preparó su experimento, pudo diferenciar a los padres fertilizadores. “Uno seguro era una semilla triploide, por lo que debe haber tenido dos padres”, dijo. Otro grupo de investigación encontró células con tres progenitores en Arabidopsis thaliana , una planta de mostaza estudiada con frecuencia.
Pero, ¿pueden las plantas tener más de tres progenitores? “Creo que es posible”, dijo Grossniklaus, “pero necesitarías algún tipo de mutación”. El esperma de la planta en el polen llega a los óvulos en las flores a través de los tubos polínicos; la mayoría de los huevos tienen un solo tubo, pero algunos tienen dos. Para obtener más de tres progenitores, planteó la hipótesis de Grossniklaus, una planta necesitaría adquirir mutaciones genéticas para producir más tubos. Eso puede estar sucediendo en otras especies, pero si es así, no se ha estudiado.
En las bacterias, el significado mismo de “padre” e “hijo” se complica. Las bacterias son organismos unicelulares que predominantemente se replican asexualmente, dividiéndose. Cuando una célula se divide en dos, “los padres se convierten en los hijos”, dijo Susan Rosenberg , genetista bacteriana en el Baylor College of Medicine en Houston. A veces, los investigadores llaman a una de las nuevas células madre y a la otra hija. Pero para las bacterias, “niño” es un término un poco arbitrario; la línea entre padre y abuelo no es obvia.
Para hacerlo más complicado, las bacterias también adquieren ADN entre sí y de los virus. “Siento que cualquier persona de la que obtengas ADN, a menos que sea una enfermedad, es probablemente tu padre”, dijo Rosenberg a WordsSideKick.com. “Todos los contribuyentes tienen una pequeña porción de parentesco”. Usando esa definición, dijo Rosenberg, “las bacterias podrían tener potencialmente miles de padres, pero por lo general no al mismo tiempo”.
En plantas y animales, el número máximo de padres está limitado porque cada individuo tiene un principio y un final claros. Pero no hay un momento claro en el que una bacteria se convierta en un nuevo individuo. Eso significa que el número máximo de padres para una bacteria, dijo Rosenberg, es sorprendentemente grande: está limitado solo por el número total de genes que un nuevo padre posiblemente podría reemplazar.