Un "fósil viviente genómico" revela cómo la evolución de pulpos y calamares divergió hace más de 300 millones de años
Investigadores de la Universidad de Viena (Austria), el Instituto Nacional de Tecnología—Wakayama College (NITW; Japón) y la Universidad de Shimane (Japón) presentan el genoma de cefalópodo más grande secuenciado hasta la fecha.
Sus análisis muestran que el calamar vampiro ha conservado partes de una antigua arquitectura cromosómica similar a la del calamar, revelando así que los pulpos modernos evolucionaron a partir de ancestros parecidos a los calamares.
El calamar vampiro (Vampyroteuthis sp.) es uno de los animales más enigmáticos de las profundidades marinas. Con su cuerpo oscuro, sus grandes ojos que pueden ser rojos o azules, y su membrana interdigital entre los brazos, se ganó su dramático nombre, aunque no chupa sangre, sino que se alimenta pacíficamente de detritos orgánicos.
Imagen derecha: El calamar vampiro (Vampyroteuthis sp.) es uno de los animales más enigmáticos de las profundidades marinas. Crédito: Steven Haddock/MBARI
"Curiosamente, en japonés, el calamar vampiro se llama 'kōmori-dako', que significa 'pulpo-murciélago'", afirma Masa-aki Yoshida, de la Universidad de Shimane, uno de los tres investigadores principales de este proyecto. Sin embargo, su apariencia esconde un misterio aún mayor: a pesar de estar clasificado entre los pulpos, también comparte características con los calamares y las sepias.
Para comprender esta paradoja, un equipo internacional dirigido por Oleg Simakov, de la Universidad de Viena, junto con Davin Setiamarga (NITW) y Masa-aki Yoshida (Universidad de Shimane), ha descifrado el genoma del calamar vampiro.
Un vistazo a la evolución en aguas profundas
Al secuenciar el genoma de Vampyroteuthis sp., los investigadores han reconstruido un capítulo clave en la evolución de los cefalópodos. Los cefalópodos "modernos" (coleoides), incluidos los calamares, pulpos y sepias, se dividieron hace más de 300 millones de años en dos linajes principales: los Decapodiformes de 10 brazos (calamares y sepias) y los Octopodiformes de ocho brazos (pulpos y calamares vampiro).
A pesar de su nombre, el calamar vampiro tiene ocho brazos como un pulpo, pero comparte características genómicas clave con los calamares y las sepias. Ocupa una posición intermedia entre estos dos linajes, una conexión que su genoma revela por primera vez a nivel cromosómico. Aunque pertenece al linaje del pulpo, conserva elementos de una organización cromosómica más ancestral, similar a la del calamar, lo que proporciona una nueva perspectiva sobre la evolución temprana de los cefalópodos.
Imagen derecha: El genoma gigante del calamar vampiro revela el estado derivado de los cariotipos de los pulpos modernos
Un genoma enorme con arquitectura antigua
Con más de 11 mil millones de pares de bases, el genoma del calamar vampiro es aproximadamente cuatro veces más grande que el genoma humano: el genoma de cefalópodo más grande jamás analizado. A pesar de su tamaño, sus cromosomas muestran una estructura sorprendentemente conservada. Por ello, Vampyroteuthis se considera un "fósil viviente genómico": un moderno representante de un antiguo linaje que conserva características clave de su pasado evolutivo.
El equipo descubrió que conserva partes de un cariotipo similar al decapodiforme, mientras que los pulpos modernos experimentaron extensas fusiones y reordenamientos cromosómicos durante la evolución. Esta arquitectura genómica conservada proporciona nuevas pistas sobre cómo divergieron los linajes de los cefalópodos.
"El calamar vampiro se encuentra justo en la interfaz entre los pulpos y los calamares", afirma el autor principal Oleg Simakov, del Departamento de Neurociencias y Biología del Desarrollo de la Universidad de Viena. "Su genoma revela profundos secretos evolutivos sobre cómo dos linajes sorprendentemente diferentes pudieron surgir de un ancestro común".
Los genomas del pulpo formaron su propia ruta evolutiva
Al comparar el calamar vampiro con otras especies secuenciadas, incluido el pulpo pelágico Argonauta hians, los investigadores pudieron rastrear la dirección de los cambios cromosómicos a lo largo del tiempo evolutivo. En este estudio también se presentó por primera vez la secuencia del genoma de Argonauta hians ("nautilus de papel"), un "extraño" pulpo pelágico cuyas hembras obtuvieron secundariamente una estructura calcificada similar a una concha.
Imagen: Argonauta hians ("nautilus de papel")
El análisis sugiere que los coleoides primitivos tenían una organización cromosómica similar a la del calamar, que posteriormente se fusionó y compactó formando el genoma del pulpo moderno, un proceso conocido como fusión con mezcla. Estos reordenamientos irreversibles probablemente impulsaron innovaciones morfológicas clave, como la especialización de los brazos y la pérdida de las conchas externas.
"Aunque se clasifica como pulpo, el calamar vampiro conserva una herencia genética anterior a ambos linajes", añade el segundo autor, Emese Tóth, de la Universidad de Viena. "Nos ofrece una visión directa de las primeras etapas de la evolución de los cefalópodos".
Revisando la evolución de los cefalópodos
El estudio proporciona la evidencia genética más clara hasta la fecha de que el ancestro común de pulpos y calamares era más parecido a los calamares de lo que se creía. Destaca que la reorganización cromosómica a gran escala, más que la aparición de nuevos genes, fue el principal impulsor de la notable diversidad de los cefalópodos modernos.
Los análisis ha sido publicados en la revista iScience: Giant genome of the vampire squid reveals the derived state of modern octopod karyotypes
