La fotosimbiosis moldeó la arquitectura del genoma animal y la evolución genética
Las almejas gigantes, unos de los moluscos más grandes de la Tierra, han fascinado a los científicos durante mucho tiempo. Estas impresionantes criaturas pueden crecer hasta 1,4 metros de largo y pesar más de 317 kilos, lo que las convierte en íconos de los arrecifes de coral tropicales.
Pero estos animales no se vuelven más voluminosos con una dieta rica en proteínas, sino que dependen en gran medida de la energía producida por las algas que viven en su interior. En un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Colorado Boulder, los científicos secuenciaron el genoma de la especie más extendida de almeja gigante, Tridacna maxima, para revelar cómo estas criaturas adaptaron su genoma para coexistir con las algas.
Los hallazgos ofrecen pistas sobre cómo dicha evolución puede haber contribuido al tamaño de la almeja gigante.
"Las almejas gigantes son especies clave en muchos hábitats marinos", afirmó Jingchun Li, autor principal del artículo y profesor del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva. "Comprender su genética y ecología nos ayuda a entender mejor el ecosistema de los arrecifes de coral".
Una relación simbiótica
A diferencia de los mitos populares, como el de "Moana 2" de Disney, donde la almeja gigante se come a los humanos, estos moluscos vegetarianos dependen de las algas que viven dentro de sus cuerpos para obtener energía. Si las almejas gigantes ingieren las especies de algas adecuadas mientras nadan en el océano como larvas, desarrollan en el interior de sus cuerpos un sistema de estructuras tubulares recubiertas de estas algas. Estas algas pueden convertir la luz solar en azúcar a través de la fotosíntesis, lo que proporciona nutrientes a las almejas.
"Es como si las algas fueran semillas y creciera un árbol del estómago de la almeja", dijo Li.
Al mismo tiempo, las almejas protegen a las algas de la radiación solar y les aportan otros nutrientes esenciales. Esta relación mutuamente beneficiosa se conoce como fotosimbiosis.
"Es interesante que muchas de las especies primas de las almejas gigantes no dependan de la simbiosis, por eso queremos saber por qué las almejas gigantes son especiales", dijo Li.
Imagen: Resumen de los principales hallazgos de este estudio. Crédito: Communications Biology (2025). DOI: 10.1038/s42003-024-07423-8
En colaboración con investigadores de la Universidad de Guam y el Museo de Australia Occidental, el equipo comparó los genes de T. maxima con especies estrechamente relacionadas, como el berberecho común, que carecen de socios simbióticos.
Los investigadores descubrieron que T. maxima ha desarrollado más genes codificados para sensores para distinguir las algas amigables de las bacterias y virus dañinos. Al mismo tiempo, T. maxima ha desactivado algunos de sus genes inmunes de una manera que probablemente ayuda a los animales a tolerar las algas que viven en sus cuerpos a largo plazo, según Ruiqi Li, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en el Museo de Historia Natural de la CU.
Como resultado del sistema inmunológico debilitado de la almeja, su genoma contiene una gran cantidad de elementos transponibles, que son fragmentos de material genético dejados por antiguos virus.
"Estos aspectos ponen de relieve las ventajas y desventajas de la simbiosis. El anfitrión tiene que adaptarse a un sistema inmunológico debilitado y a posibles invasiones más frecuentes del genoma viral", afirmó Ruiqi Li.
El estudio también descubrió que las almejas gigantes tienen menos genes relacionados con el control del peso corporal, conocidos como genes CTRP. Tener menos genes CTRP podría haber permitido que las almejas gigantes crecieran más.
Preocupaciones de conservación
El año pasado, una evaluación de la población de almejas gigantes realizada por Ruiqi Li impulsó a la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) a actualizar el estado de conservación de varias especies de almejas gigantes. Tridacna gigas, la especie más grande y más conocida, ahora está reconocida como “en peligro crítico”, el nivel más alto antes de que una especie se extinga en la naturaleza.
Imagen: T. gigas en la isla de Bunaken, Indonesia
Debido a su amplia distribución, T. maxima se clasifica actualmente como de "preocupación menor", pero Ruiqi Li dice que es posible que diferentes especies se agrupen en una misma categoría simplemente porque se parecen.
"Si pensamos que todas estas almejas gigantes son de la misma especie, tal vez subestimemos la amenaza que enfrentan", dijo Ruiqi Li. "Estudios genéticos como este pueden ayudarnos a distinguir entre especies y evaluar sus verdaderas necesidades de conservación".
El equipo espera secuenciar los genomas de las 12 especies conocidas de almejas gigantes para comprender mejor su diversidad.
Al igual que los corales, las almejas gigantes se enfrentan a amenazas cada vez mayores a causa del cambio climático. Cuando el agua del océano se calienta demasiado, las almejas expulsan las algas simbióticas de sus tejidos. Sin las algas, las almejas gigantes podrían morir de hambre.
"Las almejas gigantes son muy importantes para la estabilidad del ecosistema marino y sustentan la biodiversidad", afirmó Jingchun Li. Agregó que muchas criaturas que viven en aguas poco profundas dependen de sus conchas para refugiarse, y las almejas gigantes también proporcionan alimento a otros organismos.
"Protegerlos es esencial para la salud de los arrecifes de coral y la vida marina que depende de ellos".
Los hallazgos se han publicado en la revista Communications Biology: Photosymbiosis shaped animal genome architecture and gene evolution as revealed in giant clams
