Es común usar los términos "gemelos" y "mellizos" indistintamente, pero existen diferencias fundamentales en su origen y composición genética. Comprender estas diferencias es crucial para estudios científicos y para entender la individualidad de cada uno.
¿En Qué Se Diferencian Gemelos y Mellizos?
Los gemelos monocigóticos, también llamados gemelos idénticos o gemelos univitelinos, proceden de la fecundación de un único óvulo por un único espermatozoide. No obstante, el embrión se divide en dos en una fase temprana. Por ello, los bebés tendrán la misma carga genética, serán del mismo sexo y físicamente serán prácticamente idénticos.
Los gemelos dicigóticos, gemelos bivitelinos o, como se conocen popularmente, mellizos, proceden de dos óvulos diferentes, cada uno fecundado por un espermatozoide distinto. En este caso, los bebés no tienen por qué ser del mismo sexo (aunque pueden serlo) y se parecen como lo hacen los hermanos nacidos de embarazos diferentes.
Por tanto, aunque habitualmente se confundan o se utilicen como sinónimos, la manera en la que se originan gemelos y mellizos es diferente.
Infografía que ilustra las diferencias entre gemelos univitelinos (idénticos) y bivitelinos (mellizos).
¿Los Mellizos Tienen el Mismo ADN?
Por ello, los mellizos al proceder de óvulos y espermatozoides diferentes no comparten el mismo ADN y pueden ser de diferentes sexos. En el caso de los mellizos la historia cambia: al no compartir la placenta, su material genético se comportará simplemente como si fueran hermanos con la “curiosidad” de que han nacido en el mismo día. Es decir, compartirán aproximadamente un 50% de su genoma, tal y como lo hacen todos los hermanos nacidos o no en el mismo día. Cuando dos óvulos son fecundados por dos espermatozoides diferentes, el resultado son dos mellizos.
¿Qué Probabilidad Hay de Tener un Embarazo Múltiple?
Es frecuente que una mujer o pareja se pregunte acerca de la probabilidad de tener gemelos o mellizos de manera natural.
Las probabilidades de tener gemelos monocigóticos es de 3-4 de cada 1000 nacimientos, lo que parece mantenerse en cualquier lugar del mundo. Sin embargo, la tasa de gemelos dicigóticos tiene importantes variaciones regionales: 6 de cada 1000 nacimientos en Asia y hasta 40 de 1000 nacimientos en África.
En cuanto a la incidencia, 1 de cada 80 embarazos espontáneos es doble, siendo dos tercios de mellizos.
Factores que Influyen en la Probabilidad de Tener Mellizos:
- Edad materna: con la edad y la disminución de la reserva ovárica, van aumentando los niveles de hormona FSH. Así, se elevaría la posibilidad de ovulación múltiple, sobre todo, entre los 35-39 años.
- Paridad: una mayor paridad se relaciona con una mayor probabilidad de mellizos.
- Localización: como hemos mencionado, probablemente por influencia genética, la tasa de gemelos dicigóticos es diferente alrededor del mundo, siendo mayor en poblaciones africanas.
- Constitución corporal: se ha relacionado un índice de masa corporal (IMC) superior a 30, así como una mayor altura, con una probabilidad aumentada de mellizos.
- Técnicas de reproducción asistida (TRA): la leve estimulación ovárica de la inseminación artificial (IA) y la transferencia de más de un embrión en la fecundación in vitro (FIV) llevan a un aumento en la tasa de gemelos dicigóticos. No obstante, las TRA también se han asociado con un ligero aumento en los gemelos monocigóticos.
A partir de los 33 años y cuanto más se va acercando la mujer a la menopausia, existen más probabilidades de que exista una doble ovulación y, por tanto, más probabilidades de fecundar dos óvulos.
¿Se hereda tener un embarazo múltiple?
Sin embargo, sí que parece más claro que se hereda cierta propensión a tener mellizos, es decir, gemelos dicigóticos. Esta propensión parece estar relacionada con una predisposición a la ovulación múltiple.
Se sabe que existe una tendencia hereditaria de madres a hijas a madurar más de un óvulo en el mismo ciclo menstrual y por eso, la predisposición a una mayor probabilidad de tener mellizos es hereditaria.
Los gemelos se consideran un “accidente biológico” por lo que la probabilidad de tener gemelos idénticos es realmente baja. Tiene un componente más de “suerte” que genético.
¿Qué Pasa con los Gemelos Idénticos?
Proceden del mismo cigoto y, por lo tanto, comparten la misma placenta (en la mayoría de los casos). No sólo eso, sino que también comparten prácticamente el 100% del material genético.
Cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide se divide y luego se separa, dará como resultado dos células idénticas.
Pero, ¿son realmente idénticos?
No. Aunque tienen un material genético realmente similar, siempre hay un pequeño porcentaje de que los distingue. Hasta hace unos años, esto era un reto extremadamente complejo para la ciencia, ya que las secuencias de ADN entre ellos son realmente similares.
Normalmente llevamos dos copias de cada gen, uno de la madre y otro del padre. No obstante, hay segmentos en el ADN que se desvían de esta ‘regla de dos copias’. Se les llama ‘variaciones del número de copia’, CNV, por las siglas inglesas ‘copy number variation’. Por ello se forman segmentos del ADN que difieren entre sí.
La influencia del CNV es menor o mayor según el momento del desarrollo celular en que se produce. Si ocurre poco después de la fecundación, por ejemplo en la tercera o cuarta división celular, su efecto es mayor que en una 50ª división celular. El CNV también puede ser de menor o mayor amplitud: puede tratarse de ninguna copia o hasta 14 copias de un gen.
Excepciones Genéticas: Gemelos Sesquizigóticos
Como curiosidad - ya que se trata de excepción y no de la regla - sólo se ha encontrado ADN idéntico en gemelos sesquizogóticos. Estos gemelos se forman a través de un único óvulo fecundado por dos espermatozoides al mismo tiempo. El único caso de este tipo que ha mostrado un ADN idéntico es el de unos hermanos australianos que se conoció en el año 2013.
Estudios en Gemelos: Explorando la Naturaleza vs. Crianza
La crianza NO es (tan) importante | Naturaleza vs crianza
Pero para los genetistas, los nacimientos de gemelos son algo que celebrar. Los gemelos proporcionan un tesoro de información biológica que la comunidad científica no podría obtener en ningún otro lugar. Son valiosos para ayudar a los científicos a comprender enfermedades y otras afecciones, como los trastornos alimentarios, la obesidad, la orientación sexual y diversos rasgos psicológicos.
Los estudios de gemelos también pueden aportar a los investigadores nuevos conocimientos sobre cómo afectan los distintos estilos de vida y hábitos a dos personas con el mismo patrón genético. El estudio de gemelos es muy útil para examinar los efectos de los factores genéticos y ambientales que pueden influir en los rasgos hereditarios de una generación a otra.
Por eso los gemelos se encuentran a menudo en primera línea del debate naturaleza-nutrición. Durante décadas se ha discutido si los genes (naturaleza) o el entorno (crianza) influyen más en lo que somos. Los estudios sobre gemelos nos dan una pista.
Si los gemelos idénticos comparten un rasgo en mayor medida que los fraternos, se puede concluir que el gen en cuestión influyó significativamente en ese rasgo. Por otra parte, si tanto los gemelos idénticos como los fraternos comparten un rasgo por igual, lo más probable es que haya sido el entorno, y no los genes, el que haya influido en ese rasgo concreto.
Los gemelos idénticos también pueden ayudar a los científicos a determinar cómo influye el entorno en el funcionamiento de un gen, lo que a su vez puede ayudarles a averiguar si determinados rasgos o enfermedades dependen más de la genética o del entorno.
La Influencia de la Epigenética y el Entorno
Nuestro ADN sufre cambios por la influencia de factores como el estilo de vida (la hormona estrés), la nutrición, el lugar de residencia (contaminación ambiental) y otros factores.
Por tanto el ADN de los vuestros gemelos va diferenciándose a medida que vayan creciendo y desarrollando cada una su propia vida. En realidad esto ya es otro tema, ya que se trata de la epigenética, la ciencia que estudia todo lo que influye en nuestros genes.
Los Gemelos Astronautas Kelly: Un Caso de Estudio Único
Fotografía facilitada por la NASA de los astronautas retirados de la Nasa y hermanos gemelos Mike y Scott Kelly.
Scott y Mark Kelly fueron una vez hermanos gemelos idénticos. Pero Scott Kelly pasó un año en órbita terrestre a bordo de la Estación Espacial Internacional y todo cambió. Cuando aterrizó, era cinco centímetros más alto, tenía mucha menos masa corporal y, según los investigadores de la NASA, algunos aspectos de su ADN habían cambiado. Él y su hermano ya no eran idénticos.
El estrés de vivir tanto tiempo en el espacio había cambiado el funcionamiento de sus genes, al menos durante un tiempo. Dado que Scott y Mark comparten básicamente el mismo ADN, los científicos compararon los genes de ambos antes y después del viaje de Scott.
El año que Scott pasó en órbita también modificó su sistema inmunitario, la formación de sus huesos y su vista, además de otras funciones biológicas. La mayoría de esos cambios genéticos volvieron a la normalidad. Sin embargo, los investigadores descubrieron que el 7% de sus expresiones genéticas también habían cambiado.
Aunque sus expresiones genéticas cambiaron, su ADN no. Además, que Scott y Mark ya no sean "idénticos" no fue una sorpresa. En el nivel de secuencia más básico, con el tiempo pueden producirse cambios químicos que afecten a dónde y cómo se expresan los genes, incluso en gemelos terrestres idénticos. En realidad, Mark y Scott Kelly no son "idénticos" desde hace años.
Telómeros que se alargan y después se acortan
Basándose en los resultados preliminares publicados en enero de 2017, Susan Bailey, de la Universidad del Estado de Colorado (EE UU), encontró que los telómeros de los glóbulos blancos de Scott se alargaban mientras estaba en el espacio.
Al regresar a la Tierra, la elongación de los telómeros fue reemplazada por un acortamiento y pérdida acelerados, una consecuencia potencialmente negativa para la salud celular.
“En general, el cuerpo humano se adapta notablemente a los vuelos espaciales durante un período de más o menos un año”, explica a Sinc Bailey. “Esta es una buena noticia para las misiones de mayor duración que viajan a la Luna y Marte.
Según ha comunicado la NASA, “como la mayoría de las variables biológicas y de salud humana permanecieron estables, o regresaron a los niveles previos, esto sugiere que la salud humana puede ser mantenida en gran medida en vuelos espaciales de esta duración”.
Las conclusiones, una a una
Scott experimentó un engrosamiento de la arteria carótida, engrosamiento de la retina, pérdida de peso, cambios en los microbios intestinales, reducciones en las capacidades cognitivas, daño en el ADN y cambios en la expresión génica y en la dinámica de la longitud de los telómeros, un biomarcador que ayuda a evaluar la salud y los riesgos potenciales a largo plazo de los vuelos espaciales.
Aunque solo el 91,3 % de los niveles de expresión génica de Scott volvieron a los niveles normales o de referencia en los seis meses siguientes a aterrizar en la Tierra, los autores quieren resaltar que esto no significa que el resto de su ADN haya mutado.
Además, una nutrición adecuada y el ejercicio realizado en el espacio provocaron la disminución de peso y un aumento del ácido fólico, vital para la producción de glóbulos rojos, con respecto a su hermano Mark.
De igual forma, los cambios en la diversidad de la flora intestinal de Scott en el espacio no fueron mayores que los cambios relacionados con el estrés que los científicos observan en la Tierra.
Algunos de los cambios en la actividad de los genes, como los relacionados con la formación ósea o la reparación del ADN, se esperaban, ya que es bien sabido que los astronautas experimentan reducciones en la densidad ósea en gravedad cero, así como una mayor exposición a la radiación dañina para el ADN durante el vuelo.
Pero también observaron cambios en la actividad de los genes mitocondriales, que ayudan al cuerpo a producir energía, y los genes del sistema inmunitario que sugieren que los viajes a largo plazo pueden aumentar el estrés en el cuerpo.
“En cuanto a la salud genómica, no vimos nada alarmante.
Diez equipos de científicos
Este trabajo fue dirigido por 10 equipos de científicos elegidos por la NASA para comparar los cambios genéticos, fisiológicos y de comportamiento de los gemelos antes, durante y después de la misión de Scott.
Para llevarlo a cabo, los investigadores recibieron frascos de la sangre de los gemelos durante 25 meses, antes, durante y después de los vuelos espaciales, y analizaron las muestras, entregadas nada más llegar de la estación espacial por el cohete Soyuz y mensajeros nocturnos.
Los autores insisten en que se necesita más investigación para comprender el impacto de los vuelos espaciales largos en el cuerpo humano, donde hay más exposición a la radiación, dieta restringida, menos ejercicio, menor gravedad y ciclos de sueño interrumpidos.
Estudiar tanto a un humano sano en la Tierra como a una persona expuesta a los factores que implica un vuelo espacial puede dar a los científicos nuevos conocimientos sobre lo que es una respuesta normal al estrés y cuánto puede adaptarse el cuerpo.
“Analizar gemelos idénticos fue una oportunidad poco común para comparar los cambios fisiológicos y genómicos.