Las sorprendentes asociaciones de las anémonas de mar gigantes con los peces de las anémonas
Los peces payaso o peces de las anémonas (Amphiprioninae) forman relaciones mutualistas con las anémonas de mar en las que viven y estas asociaciones no son aleatorias: algunas especies como el pez payaso de cola amarilla (Amphiprion clarkii) son generalistas y pueden vivir en casi cualquier anémona de mar, otros, como el pez payaso tomate (Amphiprion frenatus), son especialistas y viven en una sola especie de anémona de mar, la anémona de mar de punta de burbuja.
Las razones de estas preferencias no están claras porque sabemos muy poco sobre la diversidad genética de las anémonas de mar gigantes.
Investigadores de la Unidad Marina Eco-Evo-Devo y la Unidad de Genómica Marina del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) y la Academia Sínica de Taiwán han estudiado la historia evolutiva de las anémonas de mar gigantes en Japón.
Rio Kashimoto y otros publicaron sus hallazgos en la revista Current Biology. Su estudio proporciona un detallado análisis de la diversidad genética de la anémona marina gigante de punta de burbuja (Entacmaea quadricolor) que se encuentra en Japón.
Vídeo: Grabación de video de la selección de anémona de mar por un pez payaso de cola amarilla cuando se coloca dentro de un tanque experimental. Crédito: Kashimoto et al., 2023
Los científicos descubrieron que los peces payaso son mejores que los humanos para distinguir diferentes poblaciones de anémonas de mar gigantes.
A través de uno o más órganos sensoriales, estos peces identifican una especie particular de anémona de mar gigante para establecer su hogar y evitar otras especies. Los humanos, por otro lado, necesitan obtener muestras de anémonas de mar y realizar un examen exhaustivo de sus datos moleculares para identificar especies individuales de anémonas de mar. Esto es precisamente lo que hicieron los científicos del OIST para comprender mejor la variación genética entre estos invertebrados marinos de cuerpo blando.
Las anémonas de mar gigantes han evolucionado hacia tres géneros muy diferentes: Entacmaea (anémonas de mar con punta de burbuja), Stichodactyla (anémonas de mar alfombra) y Heteractis (anémonas de mar magníficas). Actualmente hay 10 especies conocidas de anémonas de mar gigantes en todo el mundo y siete de ellas viven en Okinawa.
Los investigadores recolectaron trozos de tentáculos de las siete especies. En total, se recolectaron 55 muestras en Japón en sitios de estudio que van desde el sur de Okinawa hasta el norte de Tokio.
Imagen derecha: Un árbol filogenético esquemático que muestra los principales linajes de anémonas de mar gigantes (A) y los cuatro grupos del linaje Entacmaea con sus asociaciones con peces de las anémonas (B). Crédito: Kashimoto et al., 2023
Se secuenciaron todos los genes de cada muestra, una técnica que permitió a los investigadores determinar la información genética específica contenida en las moléculas de ARN. Utilizando esta información, pudieron construir un árbol filogenético, un diagrama que muestra las relaciones evolutivas entre especies y cómo evolucionaron a partir de una serie de ancestros comunes.
Los científicos descubrieron una notable variedad genética dentro de los especímenes de anémona de mar de punta de burbuja, identificando cuatro linajes genéticos únicos, una secuencia de especies que se considera que evolucionaron a partir de su predecesora.
"Dentro de la especie de anémona marina gigante de punta de burbuja (Entacmaea), nuestro árbol filogenético revela la presencia de dos grupos principales con un ancestro común en Okinawa. El primer grupo consta de tres categorías de descendientes, A, B y C, que están asociados con el pez payaso de cola amarilla como especie huésped. El segundo grupo, la categoría D, está asociado con el pez payaso tomate como especie huésped", explicó Rio Kashimoto, autor principal del artículo.
Los investigadores observaron esta asociación en la naturaleza y quisieron saber si los peces también pueden distinguir en cautiverio entre los dos grupos de anémonas de mar. Realizaron un experimento de elección utilizando un gran tanque en la Estación de Ciencias Marinas del OIST, colocando una anémona de mar del grupo A en un extremo del tanque y otra del grupo D en el otro extremo.
Imagen: Diagrama esquemático que muestra el experimento de elección para el linaje A y D de la anémona de mar de punta de burbuja (Entacmaea) en peces payaso de cola amarilla y tomate. Crédito: Kashimoto et al., 2023
Colocaron un pez payaso juvenil de cola amarilla o tomate en el medio del tanque y registraron si el pez eligió quedarse en una anémona de mar o no, y si lo hizo, qué grupo de anémona de mar eligió la especie.
El pez payaso de cola amarilla siempre seleccionaba el grupo A cuando decidía quedarse en una anémona de mar, pero algunos peces no seleccionaban una anémona de mar. La mayoría de los peces payaso tomate eligieron la anémona de mar del linaje D, muy pocos individuos eligieron el linaje A y algunos no seleccionaron una anémona de mar.
"En experimentos de laboratorio observamos que en la mayoría de los casos cada especie de pez payaso puede reconocer el linaje de anémona de mar con el que está asociada en la naturaleza, a pesar de que los clados tienen el mismo aspecto. También observamos que estos linajes no expresan los mismos genes, especialmente genes de toxicidad y las anémonas de mar de colores utilizan venenoutilizan venenoutilizan veneno para capturar, digerir y defenderse de sus presas, y probablemente no tengan el mismo olor, lo que puede ser una parte clave en cómo los peces payaso reconocen diferentes linajes", afirmó el profesor Laudet, líder de la Unidad Marina Eco-Evo-Devo.
"Por lo tanto, los peces payaso son capaces de identificar distintos linajes de anémonas de mar que los humanos no podemos distinguir. Creemos que estos dos grupos principales representan dos especies crípticas, especies que no podemos identificar mirándolas, pero que son genéticamente distintas".
Este descubrimiento significa que la anémona de mar de punta de burbuja podría ser, de hecho, dos especies diferentes escondidas a plena vista, y que Okinawa y Japón albergan más diversidad biológica marina de lo que se pensaba anteriormente.
Los hallazgos se han publicado en la revista Current Biology: Anemonefish are better taxonomists than humans
