Genes ‘saltarines’ permiten que los peces se muevan del mar al agua dulce

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pez espinoso, Gasterosteus aculeatus

Asociados con los ácidos grasos omega-3, pueden ser realmente clave para la propagación evolutiva

Si bien muchos de nosotros obtenemos nuestros ácidos grasos omega-3 del aceite de pescado, tendemos a pasar por alto el hecho de que los peces los necesitan tanto como nosotros.

Ahora, una investigación publicada en la revista Science muestra lo útiles que pueden ser: los genes “saltarines” asociados con los omega-3 pueden ser realmente clave para la propagación evolutiva y la diversificación de las especies de peces.

Los genes saltarines son secuencias de ADN que pueden copiarse y pegarse en diferentes partes de un genoma, y pueden ser un motor primordial de la diversidad evolutiva.

Uno de los omega-3 más importantes es el ácido docosahexaenoico (DHA), un compuesto esencial para la salud animal. El DHA es abundante en los ecosistemas marinos, pero es escaso en los ambientes de agua dulce. En el agua salada, varias algas que forman parte de la dieta de los peces producen DHA, pero también puede ser fabricado en pequeñas cantidades por los peces.

Dado lo necesario que es el DHA, ¿cómo colonizan las especies de peces marinos los ecosistemas de agua dulce, algo que ha sucedido repetidamente a lo largo de la historia evolutiva?

El autor principal, Asano Ishikawa, del Instituto Nacional de Genética y de la Universidad de Graduados para Estudios Avanzados (SOKENDAI), en Shizuoka, Japón, y un equipo de científicos internacionales se dispusieron a descubrir la respuesta.

El equipo observó que los peces marinos conocidos como espinosos o espinochos (Gasterosteus aculeatus) habían colonizado con éxito hábitats de agua dulce muchas veces y en muchos continentes a lo largo de su pasado evolutivo.

pez espinoso Mar de Japón, Gasterosteus nipponicusPor el contrario, el estrechamente relacionado con el espinoso del mar de Japón (G. nipponicus) no ha logrado colonizar este tipo de entornos. Ishikawa y sus colegas se preguntaron por qué.

Primero, demostraron que cuando se enfrentan a una dieta baja en DHA, el espinoso puede sobrevivir a tasas mucho más altas que su pariente. Esto se remonta a un gen metabólico llamado ácido graso desaturasa 2 (Fads2) que es crucial para la síntesis de los ácidos grasos omega-3.

Lo que luego descubrieron es que las poblaciones del Océano Pacífico de espinosos tienen múltiples copias de Fads2, mientras que los espinosos del Mar de Japón no las tienen. Esto pareció indicar que el mayor número de Fads2 estaba conduciendo a niveles más altos de fabricación de DHA.

Para confirmar esto, el equipo "fabricó un espinoso del Mar de Japón transgénico que sobreexpresaba Fads2", que resultó tener tasas de supervivencia mucho más altas en entornos de bajo DHA que sus contrapartes no diseñados.

Tomados en conjunto, escriben, estos "datos sugieren que el menor número de copias de Fads2 puede ser una restricción para la colonización por el espino del Mar de Japón de nichos de agua dulce con deficiencia de DHA".

colonización de agua dulce por el espinoso

Curiosamente, los genes saltarines, conocidos más bien como transposones, pueden ser la causa de la repetición de Fads2 en el genoma del espinoso y por lo tanto su capacidad para adaptarse a los hábitats de agua dulce.

Los transposones, dicen Jesse N. Weber y Wenfei Tong de la Universidad de Alaska, en los EE. UU., "Son secuencias repetitivas que pueden insertarse, y cualquier ADN entre ellas, en otras partes del genoma".

En el mismo número de Science, la pareja escribe que Ishikawa y sus colegas han descubierto que "los transposones son responsables de las múltiples duplicaciones independientes de Fads2 en diferentes poblaciones de espinosos de agua dulce".

Más allá de esto, el equipo también identificó varias copias de Fads2 en peces con aletas radiadas (de la clase Actinopterygii) que tienen poblaciones de agua dulce. Esto sugiere un papel más amplio y más importante para Fads2 en el proceso de evolución.

Este gen metabólico, entonces, podría ser uno de los elementos clave que ha facilitado la radiación adaptativa de las especies de peces desde los hábitats marinos a los de agua dulce.

Artículo científico: A key metabolic gene for recurrent freshwater colonization and radiation in fishes

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