El resultado revela por primera vez cómo determinan el sexo algunos cefalópodos
Los cefalópodos pueden tener los cromosomas sexuales más antiguos de cualquier animal, según un reciente descubrimiento en el genoma del pulpo.
Eso es un gran problema dado que los científicos no sabían hasta ahora que estas extrañas criaturas tenían siquiera una forma de determinación sexual escrita en sus genes. Para determinar si un pulpo es macho o hembra, los biólogos se han basado únicamente en la observación, diferenciando entre qué individuos ponen óvulos y cuáles producen esperma.
La búsqueda en el genoma del pulpo no había mostrado signos claros de un sistema de cromosomas sexuales. Los científicos comenzaban a preguntarse si tal vez los cefalópodos eran como algunos peces y reptiles, con el sexo determinado por factores ambientales como la temperatura a la que se mantienen los huevos en lugar de la herencia de cromosomas distintivos.
Por fin, investigadores de la Universidad de Oregón afirman haber resuelto el misterio.
Su estudio previo a la impresión, que actualmente se encuentra bajo revisión por pares, proporciona la primera evidencia de la determinación genética del sexo entre los pulpos.
Al examinar los genes del pulpo de dos manchas de California (Octopus bimaculoides), el primer cefalópodo cuyo genoma completo fue secuenciado, los investigadores finalmente encontraron un par de cromosomas único.
Lo descubrieron en el cromosoma número 17, y los investigadores solo lo notaron cuando compararon el genoma del pulpo macho que había sido completamente secuenciado con el genoma femenino. Al pulpo hembra parecía faltarle una de sus dos copias.
Al profundizar más, los investigadores dicen que encontraron firmas claras de un sistema de determinación del sexo ZW, que se observa en aves, crustáceos y algunos insectos.
Los humanos dependemos de un sistema XY, en el que dos cromosomas X crean el plan corporal femenino predeterminado, mientras que la presencia de un cromosoma Y generalmente desencadena el desarrollo de características masculinas.
Los pulpos tienen un sistema opuesto. Son los machos los que suelen tener un par doble Z y las hembras las que tienen un solo cromosoma Z.
Para ver si este sistema estaba presente en otros cefalópodos, los investigadores compararon los genomas de tres especies de pulpos, tres especies de calamares y un nautilo. Llegaron a la conclusión de que el cromosoma Z es un "valor atípico evolutivo" que se distingue de cromosomas similares en parientes cercanos.
Imagen derecha: Filogenia de cefalópodos utilizada en este estudio.
Sólo los genomas del calamar bobtail (Euprymna scolopes) y el pulpo común de Asia oriental (Octopus sinensis) tenían firmas atípicas similares, pero debido a que estas criaturas son de linajes diferentes, sugiere que el cromosoma Z se originó antes de su división.
Como tal, investigadores de la Universidad de Oregón sostienen que el cromosoma Z tiene "un origen antiguo y único" que probablemente surgió hace entre 455 y 248 millones de años. Si el cromosoma apareció hacia el final de esa línea de tiempo, el pulpo podría tener el cromosoma sexual animal más antiguo encontrado hasta ahora, superando incluso a algunos insectos que se cree que tienen cromosomas sexuales que datan de hace 450 millones de años.
Sin embargo, en comparación con los de los pulpos, estos cromosomas sexuales de artrópodos están mal conservados en todas las especies.
A modo de comparación, el cromosoma de vertebrados aceptado más antiguo es el de un pez esturión, que se cree que tiene unos 180 millones de años. Las hembras del pez esturión tienen un par de cromosomas sexuales ZW, a diferencia del cromosoma Z 'hemicigoto' de la hembra del pulpo. Es posible que el cromosoma W correspondiente al pulpo se haya perdido con el tiempo de una manera similar a la desafortunada trayectoria del cromosoma Y en los humanos.
La historia detrás de los cromosomas sexuales ha cambiado mucho en los últimos años. Alguna vez se pensó que eran características intrínsecas de la determinación del sexo en los animales. Pero la investigación biológica tiende a estar sesgada hacia los mamíferos. Resulta que algunos peces y reptiles, como los cocodrilos, no tienen ningún cromosoma sexual. En cambio, el sexo de su descendencia está determinado por otros factores externos a través de regulaciones epigenéticas.
Es evidente que todavía queda mucho por aprender sobre cómo evolucionó el cromosoma sexual y por qué. Los pulpos, con sus profundas raíces evolutivas, podrían ser fascinantes modelos para futuras investigaciones.
"Los datos presentados en este artículo sugieren definitivamente que los cefalópodos tienen uno de los cromosomas sexuales más antiguos tanto en animales como en plantas", dijo la científica evolutiva independiente Sarah Carey a Carissa Wong en Nature.
"Este es un momento genial para trabajar en la genética de los cromosomas sexuales".
La preimpresión fue publicada en bioRxiv: Cephalopod Sex Determination and its Ancient Evolutionary Origin Revealed by Chromosome-level Assembly of the California Two-Spot Octopus
