La evolución pulpos y calamares es más extraña de lo que podríamos haber imaginado

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pulpo común, Octopus vulgaris

A diferencia del resto del mundo animal, son expertos en reparar su ARN según sea necesario

Justo cuando pensábamos que los pulpos no podían ser más raros, resulta que ellos y sus hermanos cefalópodos evolucionaron de manera diferente a casi todos los demás organismos del planeta.

En un giro sorprendente, en abril de 2017, los científicos descubrieron que los pulpos, junto con algunas especies de calamares y sepias, editan rutinariamente sus secuencias de ARN (ácido ribonucleico) para adaptarse a su entorno.

Esto es raro porque no es así como generalmente ocurren las adaptaciones en animales multicelulares. Cuando un organismo cambia de alguna manera fundamental, normalmente comienza con una mutación genética, un cambio en el ADN.

Esos cambios genéticos son luego incitados a la acción por el compañero molecular del ADN, el ARN. Puedes pensar en las instrucciones de ADN como una receta, mientras que el ARN es el chef que organiza la cocción en la cocina de cada célula, produciendo las proteínas necesarias que mantienen en funcionamiento a todo el organismo.

Pero el ARN no solo ejecuta instrucciones a ciegas, en ocasiones improvisa con algunos de los ingredientes, cambiando las proteínas que se producen en la célula en un raro proceso llamado edición de ARN.

Cuando se produce una edición de este tipo, puede cambiar el funcionamiento de las proteínas, lo que permite al organismo ajustar su información genética sin sufrir ninguna mutación genética. Pero la mayoría de los organismos realmente no se molestan con este método, ya que es complicado y a menudo causa más problemas más que el resolverlos.

"El consenso entre las personas que estudian tales cosas es que la Madre Naturaleza le dio un intento de edición de ARN, lo encontró deficiente y lo abandonó en gran parte", informó Anna Vlasits para Wired.

Pero parece que los cefalópodos no recibieron el aviso.

pulpo de California, Octopus bimaculoidesEn 2015, los investigadores descubrieron que el calamar común ha editado más del 60 por ciento del ARN en su sistema nervioso. Esas ediciones cambiaron esencialmente su fisiología cerebral, probablemente para adaptarse a diversas condiciones de temperatura en el océano.

El equipo regresó en 2017 con un hallazgo aún más sorprendente: al menos dos especies de pulpos y una sepia hacen lo mismo de manera regular. Para establecer comparaciones evolutivas, también observaron un nautilus y una babosa gasterópodo, y encontraron que faltaba su capacidad de edición de ARN.

"Esto muestra que los altos niveles de edición de ARN no son generalmente una cosa de moluscos; es un invento de los cefalópodos coleoides", dijo el coautor del estudio, Joshua Rosenthal, del Laboratorio de Biología Marina de EE. UU.

Los investigadores analizaron cientos de miles de sitios de registro de ARN en estos animales, que pertenecen a la subclase coleoide de los cefalópodos. Encontraron que la edición inteligente de ARN era especialmente común en el sistema nervioso coleoide.

"Me pregunto si tiene que ver con sus cerebros extremadamente desarrollados", dijo el genetista Kazuko Nishikura del Instituto Wistar de EE. UU., quien no participó en el estudio, a Ed Yong en The Atlantic.

Es cierto que los cefalópodos coleoides son excepcionalmente inteligentes. Hay innumerables historias fascinantes de pulpos artistas que se escapan, por no mencionar la evidencia del uso de herramientas, y ese tipo de ocho brazos en un acuario de Nueva Zelanda que aprendió a fotografiar personas. (Sí, en serio).

Por lo tanto, es ciertamente una hipótesis convincente de que la inteligencia del pulpo podría provenir de su dependencia poco convencional de las ediciones de ARN para mantener el cerebro en funcionamiento.

"Hay algo fundamentalmente diferente en estos cefalópodos", dijo Rosenthal.

Pero no se trata solo de que estos animales sean expertos en reparar su ARN según sea necesario, el equipo descubrió que esta capacidad tenía una clara compensación evolutiva, lo que los diferencia del resto del mundo animal.

En términos de la evolución genómica rutinaria (la que usa mutaciones genéticas, como se mencionó anteriormente), los coleoides han evolucionado realmente muy lentamente. Los investigadores afirmaron que este ha sido un sacrificio necesario: si encuentras un mecanismo que te ayude a sobrevivir, sigue usándolo.

"La conclusión aquí es que para mantener esta flexibilidad para editar el ARN, los coleoides han tenido que renunciar mucho a la capacidad de evolucionar en las regiones circundantes", dijo Rosenthal.

Como próximo paso, el equipo desarrollará modelos genéticos de cefalópodos para que puedan rastrear cómo y cuándo se inicia esta edición de ARN.

"Podría ser algo tan simple como los cambios de temperatura o tan complicado como la experiencia, una forma de memoria", dijo Rosenthal.

Los hallazgos han sido publicados en Cell: Trade-off between Transcriptome Plasticity and Genome Evolution in Cephalopods

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