Antes de que la ciencia pudiera arrojar luz sobre la reproducción humana, la mayoría de la gente pensaba que la nueva vida surgía a través de la generación espontánea de materia no viviente. Eso cambió un poquito a mediados del siglo XVII, cuando los filósofos naturales eran capaces (apenas) de ver el óvulo femenino, u huevo, a simple vista. Teorizaron que toda la vida fue engendrada en el momento de la creación divina; una persona existía dentro de la otra dentro de los huevos de una mujer, como muñecas rusas que anidan. Esta visión de la reproducción, llamada preformación, se adaptaba bien a la clase dominante. «Al poner linajes entre sí», señala la bióloga desarrollista y escritora portuguesa Clara Pinto-Correia en El ovario de Eva (1997), «la preformación podía funcionar como una doctrina antidemocrática «políticamente correcta», legitimando implícitamente el sistema dinástico – y, por supuesto, los principales filósofos naturales de la Revolución Científica ciertamente no eran sirvientes.»

Uno podría pensar que, a medida que la ciencia progresaba, aplastaría la teoría de la muñeca rusa a través de su lente biológica lúcida. Pero eso no es precisamente lo que ocurrió, en cambio, cuando el microscopio finalmente permitió a los investigadores ver no solo óvulos sino espermatozoides, la teoría de la preformación se transformó en un nuevo engreimiento político aún más patriarcal: ahora, los filósofos y algunos estudiantes de la reproducción, el óvulo era simplemente un receptáculo pasivo esperando que llegaran espermatozoides vigorosos para desencadenar el desarrollo. ¿Y esperma? La cabeza de cada uno contenía un pequeño ser humano preformado, un homúnculo, para ser exactos. El matemático y físico holandés Nicolaas Hartsoeker, inventor del microscopio de barril de tornillo, dibujó su imagen del homúnculo cuando el esperma se hizo visible por primera vez en 1695. En realidad no vio un homúnculo en la cabeza del esperma, admitió Hartsoeker en ese momento, pero se convenció de que estaba allí.

Los microscopios más potentes finalmente relegaron el homúnculo al cubo de basura de la historia, pero en algunos aspectos no ha cambiado mucho. Más notablemente, el legado del homúnculo sobrevive en la noción obstinadamente persistente del óvulo como participante pasivo en la fertilización, a la espera de que el esperma activo nade a través de una granizada de desafíos para perpetuar la vida. Es comprensible, aunque desafortunado, que un público laico pueda adoptar estos paradigmas y metáforas erróneos y sexistas. Pero los biólogos y los médicos también son culpables.

Fue en el año relativamente reciente de 1991, mucho después de que gran parte de la ciencia real hubiera sido grabada en piedra, que la antropóloga estadounidense Emily Martin, ahora en la Universidad de Nueva York, describió lo que llamó un «cuento de hadas científico», una imagen de óvulos y espermatozoides que sugiere que «los procesos biológicos femeninos son menos dignos que sus contrapartes masculinas «y que» las mujeres son menos dignas que los hombres». El ovario, por ejemplo, se representa con un stock limitado de óvulos iniciales agotados a lo largo de la vida, mientras que se dice que los testículos producen nuevos espermatozoides a lo largo de la vida. La producción de óvulos humanos se describe comúnmente como «derrochadora» porque, de las 300,000 células iniciadoras de óvulos presentes en la pubertad, solo se liberarán 400 óvulos maduros; sin embargo, ese adjetivo rara vez se usa para describir la producción de más de 2 billones de espermatozoides durante la vida de un hombre. Ya sea en la prensa popular o científica, el apareamiento humano se presenta comúnmente como un gigantesco evento de natación maratón en el que el esperma más rápido y en forma gana el premio de fertilizar el óvulo. Si esta narrativa fuera solo un remanente perjudicial de nuestro pasado sexista, una fantasía masculina ofensiva basada en ciencia incorrecta, eso sería suficientemente malo, pero la aceptación continua de la información sesgada impide los tratamientos de fertilidad cruciales para hombres y mujeres por igual.

Para comprender cómo llegamos aquí, un recorrido por la historia puede ayudar. La comprensión científica de las células sexuales y el proceso de concepción humana es un desarrollo relativamente reciente. Un huevo, la célula más grande de un cuerpo humano, es apenas visible a simple vista, y casi tan grande como el período que termina esta oración. Así que la célula más pequeña del cuerpo humano, un espermatozoide, es completamente invisible a simple vista.

Los espermatozoides eran desconocidos para la ciencia hasta 1677, cuando el científico aficionado holandés Antonie van Leeuwenhoek observó por primera vez espermatozoides humanos bajo un microscopio. Alrededor de la misma época, se descubrió que el ovario humano producía huevos, aunque no fue hasta 1827 que el biólogo alemán Karl Ernst von Baer reportó por primera vez observaciones reales de huevos humanos y de otros mamíferos.

Después del descubrimiento de esperma de van Leeuwenhoek, pasó otro siglo antes de que alguien se diera cuenta de que eran necesarios para fertilizar óvulos. Esa revelación llegó en la década de 1760, cuando el sacerdote y científico natural italiano Lazzaro Spallanzani, experimentando con ranas macho con pantalones de tafetán ajustados, demostró que los huevos no se convertirían en renacuajos a menos que el esperma se derramara en el agua circundante. Curiosamente, hasta que Spallanzani anunció sus hallazgos, se pensó ampliamente, incluso por van Leeuwenhoek durante algunos años, que los espermatozoides eran pequeños parásitos que vivían en el semen humano. No fue hasta 1876 que el zoólogo alemán Oscar Hertwig demostró la fusión de espermatozoides y óvulos en erizos de mar.

Finalmente, potentes microscopios revelaron que un eyaculado humano promedio, con un volumen de aproximadamente media cucharadita, contiene unos 250 millones de espermatozoides. Pero una pregunta clave sigue sin respuesta: «¿Por qué tantos?»De hecho, los estudios muestran que las tasas de embarazo tienden a disminuir una vez que el eyaculado de un hombre contiene menos de 100 millones de espermatozoides.

Claramente, entonces, casi la mitad de los espermatozoides en un eyaculado humano promedio son necesarios para la fertilidad normal. Una explicación favorecida para esto es la competencia de espermatozoides, derivada de la noción macho-macho de carreras de espermatozoides para fertilizar, a menudo con la afirmación adicional de que más de un hombre podría estar involucrado. Al igual que en una lotería, cuantos más boletos compre, más probabilidades tendrá de ganar. La selección natural, según el pensamiento, eleva el número de espermatozoides por las nubes en una especie de carrera armamentista por el premio de fertilización.

Ejemplos sorprendentes de competencia de esperma abundan en el reino animal. Nuestros parientes más cercanos, los chimpancés, viven en unidades sociales que contienen varios machos adultos que participan regularmente en el apareamiento promiscuo; las hembras a su vez son apareadas por múltiples machos. Numerosas características, como los testículos notablemente grandes, reflejan un nivel particularmente alto de producción de esperma en estas especies de mamíferos. Además de los testículos grandes, tienen una producción de espermatozoides rápida, altos recuentos de espermatozoides, piezas medias de espermatozoides grandes (que contienen numerosas mitocondrias generadoras de energía para la propulsión), especialmente conductos conductores de espermatozoides musculares, vesículas seminales grandes y glándulas prostáticas, y altos recuentos de glóbulos blancos (para neutralizar patógenos de transmisión sexual). Las vesículas y la glándula prostática juntas producen líquido seminal, que puede coagularse para formar un tapón en la vagina, bloqueando temporalmente el acceso de otros hombres.

La opinión popular e incluso muchos científicos perpetúan el mismo escenario de espermatozoides para los humanos, pero la evidencia apunta en una dirección diferente. De hecho, a pesar de varias afirmaciones espeluznantes en sentido contrario, no hay evidencia convincente de que los hombres estén biológicamente adaptados para la competencia de espermatozoides. La historia de la abundancia de esperma en chimpancés que se aparean promiscuamente contrasta con lo que vemos en varios otros primates, incluidos los humanos. Muchos primates viven en grupos con un solo macho reproductor, carecen de competencia directa y tienen testículos notablemente pequeños. En todas las comparaciones relevantes, los humanos emergen como primates que viven en grupos de hombres solteros, incluida la familia nuclear típica. Los testículos humanos del tamaño de una nuez son solo un tercio del tamaño de los testículos de chimpancé, que son casi como huevos de gallina grandes. Además, mientras que el eyaculado de chimpancés contiene muy pocos espermatozoides físicamente anormales, el semen humano contiene una gran proporción de restos. Los controles de calidad en el eyaculado humano aparentemente se han relajado en ausencia de competencia directa de espermatozoides.

El paso de espermatozoides se parece más a una carrera de obstáculos militar desafiante que a una carrera de natación estándar

Para especies que no están expuestas regularmente a la competencia directa de espermatozoides, la única explicación alternativa prometedora para los recuentos altos de espermatozoides se refiere a la variación genética. En un par de artículos raramente citados publicados hace más de cuatro décadas, el biólogo Jack Cohen de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido observó una asociación entre el recuento de espermatozoides y la generación de copias cromosómicas durante la producción de espermatozoides. Durante la meiosis, el tipo especial de división celular que produce células sexuales, pares de cromosomas intercambian trozos de material a través del cruce. Lo que Cohen descubrió es que, a través de las especies, los recuentos de espermatozoides aumentan en tándem con el número de cruces durante su producción. El cruce aumenta la variación, la materia prima esencial para la selección natural. Piense en la producción de esperma como un tipo de lotería en la que se imprimen suficientes boletos (esperma) para que coincidan con los números disponibles (diferentes combinaciones genéticas).

Otros hallazgos también van en contra del escenario popular. Por ejemplo, la mayoría de los espermatozoides de los mamíferos, de hecho, no nadan por todo el tracto femenino, sino que son transportados pasivamente parte o la mayor parte del camino mediante movimientos de bombeo y flotación del útero y los oviductos. Sorprendentemente, el esperma de los mamíferos más pequeños tiende a ser más largo en promedio que el de los mamíferos más grandes: el esperma de un ratón es más largo que el de una ballena. Pero incluso si estos fueran de tamaño equivalente, nadar hasta un huevo se vuelve más estirado cuanto más grande es una especie. De hecho, podría ser factible que un esperma de ratón nade hasta el óvulo, pero es bastante imposible que un esperma de ballena azul aún más pequeño nade 100 veces más arriba del tracto femenino sin ayuda. En cambio, pruebas convincentes han revelado que los espermatozoides humanos se transportan pasivamente a través de distancias considerables mientras viajan a través del útero y suben por los oviductos. ¡Demasiado para el esperma de carreras de estilo olímpico!

De hecho, de los 250 millones de espermatozoides en el eyaculado humano promedio, solo unos pocos cientos terminan en el sitio de fertilización en lo alto del oviducto. El paso de esperma por el tracto femenino se parece más a una carrera de obstáculos militar extremadamente desafiante que a una carrera de natación de estilo sprint estándar. El número de espermatozoides se reduce progresivamente a medida que migran por el tracto femenino, de modo que menos de uno en un millón del eyaculado original rodeará el óvulo en el momento de la fertilización. Cualquier espermatozoide con anormalidades físicas se elimina progresivamente a lo largo del camino, pero los sobrevivientes que rodean el óvulo son una muestra aleatoria de espermatozoides intactos.

Muchos espermatozoides ni siquiera llegan al cuello del útero (cuello uterino). Las condiciones ácidas en la vagina son hostiles y los espermatozoides no sobreviven allí por mucho tiempo. Al atravesar el cuello uterino, muchos espermatozoides que escapan de la vagina quedan atrapados en el moco. Cualquier persona con deformidades físicas queda atrapada. Además, cientos de miles de espermatozoides migran a canales laterales, llamados criptas, donde se pueden almacenar durante varios días. Relativamente pocos espermatozoides viajan directamente a través de la cavidad uterina, y el número se reduce aún más durante la entrada en el oviducto. Una vez en el oviducto, los espermatozoides se unen temporalmente a la superficie interna, y solo algunos se liberan y se les permite acercarse al óvulo.

Impulsar la idea de que el esperma fecundante es una especie de campeón olímpico ha oscurecido el hecho de que un eyaculado puede contener demasiados espermatozoides. Si los espermatozoides rodean el óvulo en cantidades excesivas, el peligro de fertilización por más de uno (polispermia) surge con resultados catastróficos. La polispermia ocurre ocasionalmente en los seres humanos, especialmente cuando los padres tienen recuentos de espermatozoides muy altos. En el resultado más común en el que dos espermatozoides fecundan un óvulo, las células del embrión resultante contienen 69 cromosomas en lugar de los 46 habituales. Esto siempre es fatal, por lo general resulta en un aborto espontáneo. Aunque algunos individuos sobreviven hasta el nacimiento, siempre expiran poco después. Debido a que la polispermia típicamente tiene un resultado fatal, la evolución evidentemente ha llevado a una serie de obstáculos en el tracto reproductivo femenino que limitan estrictamente el número de espermatozoides que se permite rodear un óvulo.

La polispermia tiene implicaciones prácticas para la reproducción asistida en casos de fertilidad comprometida o infertilidad. Por ejemplo, el procedimiento estándar original de introducción de semen en la vagina para inseminación artificial ha sido reemplazado por inyección directa en el útero (inseminación intrauterina, o IIU). La introducción directa de semen en el útero evita la reducción del número de espermatozoides que normalmente ocurre en el cuello uterino, donde el moco elimina los espermatozoides físicamente anormales. Los análisis de los datos clínicos han revelado que depositar 20 millones de espermatozoides en el útero (menos de la décima parte del número en el eyaculado promedio) es suficiente para lograr una tasa de embarazo de rutina.

El número de espermatozoides se vuelve aún más importante cuando se trata de fertilización in vitro (FIV), con la exposición directa de un óvulo al espermatozoide en un vaso de vidrio. Esto evita cada uno de los filtros naturales entre la vagina y el óvulo. En el desarrollo temprano de la FIV, la tendencia general era usar demasiados espermatozoides. Esto reflejaba el objetivo comprensible de maximizar el éxito de la fertilización, pero ignoraba los procesos naturales. Los altos números de espermatozoides entre 50,000 y 0.5 millones de personas disminuyeron cada vez más la tasa de éxito. Las tasas de fertilización óptimas se lograron con solo 25.000 espermatozoides alrededor de un óvulo. Tanto la IIU como la FIV aumentan potencialmente el riesgo de polispermia y la probabilidad de aborto espontáneo.

La fertilización humana es una lotería gigantesca con 250 millones de boletos: para un esperma sano, es la suerte del sorteo

La posibilidad de la polispermia arroja nueva luz sobre la evolución de los recuentos de espermatozoides. Las discusiones sobre la competencia de espermatozoides generalmente se centran exclusivamente en maximizar el conteo de espermatozoides, pero, como es común en biología, se involucra algún tipo de compensación. Mientras que la selección natural puede conducir a un aumento de la producción de espermatozoides si los machos están en competencia directa, también favorecerá los mecanismos en el tracto femenino que limitan el número de espermatozoides alrededor del óvulo. En primates que se aparean promiscuamente, como los chimpancés, el aumento de la longitud del oviducto en las hembras compensa el aumento de la producción de esperma por parte de los machos. Esto probablemente limita el número de espermatozoides que se acercan al óvulo. También muestra que el papel de la mujer en la fecundación no es de ninguna manera tan pasivo como a menudo se asume.

La idea arraigada de que «el mejor esperma gana» ha suscitado varias sugerencias de que ocurre algún tipo de selección, pero es difícil imaginar cómo podría suceder esto. El ADN en la cabeza de un espermatozoide está estrechamente unido y es prácticamente cristalino, así que, ¿cómo podrían detectarse sus propiedades desde el exterior? Los experimentos con ratones indican, por ejemplo, que no hay selección según si un espermatozoide contiene un cromosoma Y determinante masculino o un cromosoma X determinante femenino. Parece mucho más probable que la fertilización humana sea una lotería gigantesca con 250 millones de boletos, en la que, para un esperma sano, la fertilización exitosa es esencialmente la suerte del sorteo.

Otras características desconcertantes de los espermatozoides también esperan explicación. Durante mucho tiempo se ha sabido, por ejemplo, que el semen humano contiene una gran proporción de espermatozoides estructuralmente anormales con defectos obvios, como colas dobles o cabezas diminutas. La hipótesis de los «espermatozoides kamikazes» proponía que estos espermatozoides fallidos, de hecho, cumplen diferentes funciones en la competencia, como bloquear o incluso matar espermatozoides de otros hombres. Sin embargo, esto ha sido desacreditado desde entonces.

La noción arraigada de que los espermatozoides humanos, una vez eyaculados, participan en una carrera frenética para alcanzar el óvulo ha eclipsado por completo la historia real de la reproducción, incluida la evidencia de que muchos espermatozoides no se lanzan hacia el óvulo, sino que se almacenan durante muchos días antes de proceder. Durante mucho tiempo se aceptó como un hecho establecido que los espermatozoides humanos sobreviven solo dos días en el tracto genital de una mujer. Sin embargo, a partir de mediados de la década de 1970, la creciente evidencia reveló que el esperma humano puede sobrevivir intacto durante al menos cinco días. Un período prolongado de supervivencia de espermatozoides ahora es ampliamente aceptado, y podría ser de hasta 10 días o más.

Otros mitos abundan. Se ha escrito mucho sobre el moco producido por el cuello uterino humano. En los llamados métodos anticonceptivos «naturales», se ha utilizado como indicador clave la consistencia del moco que emana del cuello uterino. Cerca de la ovulación, el moco cervical es delgado y tiene una textura acuosa y resbaladiza. Pero se ha informado muy poco sobre la asociación entre el moco y el almacenamiento de espermatozoides en el cuello uterino. Se ha establecido claramente que los espermatozoides se almacenan en las criptas de las que fluye el moco. Pero nuestro conocimiento del proceso involucrado se limita lamentablemente a un solo estudio reportado en 1980 por el ginecólogo Vaclav Insler y colegas de la Universidad de Tel Aviv en Israel.

En este estudio, 25 mujeres se ofrecieron valientemente para ser inseminadas artificialmente el día antes de la extirpación quirúrgica programada del útero (histerectomía). Luego, Insler y su equipo examinaron microscópicamente los espermatozoides almacenados en las criptas en secciones seriadas del cuello uterino. Dos horas después de la inseminación, los espermatozoides colonizaron toda la longitud del cuello uterino. El tamaño de la cripta era muy variable, y los espermatozoides se almacenaban principalmente en los más grandes. Insler y sus colegas calcularon el número de criptas que contenían espermatozoides y la densidad de espermatozoides por cripta. En algunas mujeres, se almacenaron hasta 200.000 espermatozoides en las criptas cervicales.

Insler y sus colegas también informaron que se había encontrado esperma vivo en el moco cervical hasta el noveno día después de la inseminación. Resumiendo la evidencia disponible, sugirieron que después de la inseminación, el cuello uterino sirve como un reservorio de esperma desde el cual se liberan gradualmente espermatozoides viables para abrirse camino hacia el oviducto. Este dramático hallazgo ha sido ampliamente citado, pero en gran medida ignorado, y nunca ha habido un estudio de seguimiento.

Las mutaciones se acumulan cuatro veces más rápido en los espermatozoides que en los óvulos, por lo que el semen de los ancianos está cargado de riesgos

En su libro de texto Conception in the Human Female (1980), de más de 1.000 páginas, Sir Robert Edwards, galardonado con el premio Nobel de 2010 por el desarrollo de la fecundación in Vitro, mencionó las criptas cervicales en una sola oración. Desde entonces, muchos otros autores han mencionado el almacenamiento de esperma en esas criptas cervicales igualmente brevemente. Sin embargo, el almacenamiento de esperma, con liberación gradual, tiene implicaciones importantes para la reproducción humana. De manera crucial, la noción generalizada de una «ventana fértil» restringida en el ciclo menstrual depende de la sabiduría ampliamente aceptada de que los espermatozoides sobreviven solo dos días después de la inseminación. La supervivencia de los espermatozoides tal vez durante 10 días o más erosiona radicalmente la base de los llamados métodos «naturales» de control de la natalidad al evitar la concepción. El almacenamiento de esperma también es directamente relevante para los intentos de tratar la infertilidad.

Otro concepto erróneo peligroso es el mito de que los hombres conservan la fertilidad completa hasta la vejez, en marcado contraste con el cese abrupto de la fertilidad que se observa en las mujeres en la menopausia. La evidencia abundante muestra que, en los hombres, el número y la calidad de los espermatozoides disminuyen con el aumento de la edad. Además, recientemente se ha descubierto que las mutaciones se acumulan aproximadamente cuatro veces más rápido en los espermatozoides que en los óvulos, por lo que el semen de los ancianos en realidad está cargado de riesgos.

Se ha escrito mucho sobre el hecho de que en las sociedades industrializadas la edad al primer parto está aumentando en las mujeres, acompañada de problemas reproductivos que aumentan lentamente. Una solución propuesta es el procedimiento altamente invasivo y muy costoso de «preservación de la fertilidad» en el que se cosechan óvulos de mujeres jóvenes para usarlos más adelante en la vida. Sin embargo, el aumento de los problemas reproductivos en hombres de edad avanzada, en particular la acumulación más rápida de mutaciones en el esperma, no se ha mencionado en gran medida. Una forma muy eficaz, mucho menos costosa e invasiva de reducir los problemas reproductivos de las parejas de edad avanzada sería sin duda almacenar muestras de semen de hombres jóvenes para utilizarlas más adelante en la vida. Este es solo uno de los beneficios que se obtienen de un menor sexismo y un conocimiento más confiable en el ámbito de la reproducción humana.

Hoy en día, la historia del homúnculo de Hartsoeker podría parecer velada en la niebla del tiempo, mencionada solo como una entretenida ilustración de errores en la exploración temprana de las células sexuales humanas. Pero su influencia, junto con el sesgo macho-macho que la engendró, ha sobrevivido en forma más sutil entre los estereotipos culturales que influyen en las preguntas que hacemos sobre la biología reproductiva.