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Secuencian el genoma del celacanto

Área: Genética — Lunes, 22 de Abril de 2013

La secuenciación del genoma del celacanto proporciona pistas de cómo fue la transición del agua a tierra firme de los vertebrados.

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A veces la Naturaleza nos proporciona algún que otro regalo desde el más distante pasado. Puede ser un simple musgo, el ginkgo biloba, el pino Wollemi, el cangrejo de herradura o el celacanto. El descubrimiento de algunos de estos seres fue totalmente sorprendente, pues se conocieron antes los fósiles de sus antepasados que ellos mismos.
Uno de esos casos es el del celacanto, un pez que se descubrió para la ciencia en 1938 y que se creía extinto desde hacía 70 millones de años, aunque los pescadores de la costa africana en donde se descubrió lo llevaban pescando, y supuestamente comiendo, ocasionalmente desde mucho tiempo antes.
Para un visión no entrenada, el celacanto parece solamente un pez, pero para aquel que sepa un poco de la historia evolutiva del mundo animal es, sin duda, un ser que parece sacado del pasado, de hace más de 400 millones de años, si queremos ser más precisos, pues de esa época proceden los fósiles más antiguos que se le parecen.
Sólo hay que fijarse en la extraña cola y, sobre todo, en las aletas lobuladas artículadas, para darse cuenta de que no es un pez cualquiera.

Fueron ese tipo de aletas las que permitieron a algunos peces ir más allá de las orillas de las masas de agua de su época, lo que dio lugar, más tarde, a todos los vertebrados terrestres. Observe, amigo lector, el movimiento de aletas del pez del vídeo anterior y compárelo con el movimiento de su propio brazo.
Pero hay que aclarar que este ser y otros mal llamados “fósiles vivientes” no son exactamente como eran los peces de hace 300 millones de años, sino que son un descendiente suyo producto de una evolución que se ha dado ininterrumpidamente durante este tiempo, aunque sea lenta. No viven en una burbuja temporal.
El celacanto (Latimeria chalumnae) mide hasta dos metros de longitud y pesa hasta los 90 kilos. Es una especie en peligro de extinción. En 75 años sólo se ha tenido noticia de 309 ejemplares. Como estos peces viven a gran profundidad, el cambio de presión al subirlos a la superficie los mata, por lo que su conservación es muy complicada. En consecuencia, la obtención de muestras frescas para su análisis no es fácil.
Rosemary Dorrington, de la Universidad Rhodes en Grahamstown (Sudáfrica), fue mostrando fotos del celacanto a los pescadores del archipiélago de Comoros y les dijo cómo tomar muestras de tejidos por si se producía de nuevo una captura accidental. Les proporcionó además escalpelos y viales con conservantes para mantener los tejidos preservados unos días hasta que se pudieran enviar al laboratorio y ser refrigerados. Unos pescadores pudieron recolectar unas muestras en 2003, pero la secuenciación del genoma no se comenzó hasta 2011 por falta de fondos.
El grupo internacional de científicos ha publicado los primeros resultados producto de la secuenciación del genoma de este pez, tarea esta de la secuenciación para la que necesitaron 6 meses. Han descubierto, entre otras cosas, lo que ya se sospechaba: que los genes de esta criatura evolucionan más lentamente que el de otros vertebrados.
La explicación para esta evolución lenta del celacanto es que simplemente no necesita cambiar. Los celacantos actuales viven en la costa del este de África y en Indonesia a cierta profundidad y esos ambientes han cambiado muy poco durante miles de años. Como se han especializado en esos ambientes no necesitan evolucionar mucho, pues están ya muy bien adaptados.
Las diferencias genéticas entre las especies africana e indonesia, en especial en los genes HOX del desarrollo embrionario, son muy pequeñas. Se estima que son 11 veces menores que las diferencias en los genes HOX entre el ser humano y el chimpancé.
El otro grupo de peces que posee esta característica de las aletas lobuladas similares a los miembros de los tetrápodos terrestres es el de los peces pulmonados. Hay un viejo debate sobre cuál de los dos grupos dio lugar a los primeros anfibios. La secuenciación del genoma del celacanto puede ayudar a dilucidar esta cuestión.
Este grupo también ha estudiado el ARN del celacanto en sus dos variedades (africana e indonesia) y del pez pulmonado. Esto ha permitido comparar la expresión de los genes en los distintos órganos y tejidos de estos seres. Llegan a la conclusión de que los tretápodos terrestres están más emparentados en general con los peces pulmonados que con los celacantos. Sin embargo, el genoma del pez pulmonado y sus 100.000 millones de bases todavía no ha sido secuenciado, por lo que las conclusiones no son definitivas.
El genoma del celacanto, de tamaño más modesto, permite estudiar la transición que dio lugar a los tetrápodos, pues proporciona las pistas genéticas necesarias que permiten estudiar los cambios que fueron necesarios para que los tetrápodos se adaptaran a tierra firme. Hay secuencias de ADN en el genoma del celacanto que se encuentran en los animales terrestres, pero no en otros peces con aletas lobuladas como los tiburones.
Entre estas pistas evolutivas sobre la transición a tierra firme, los investigadores implicados encontraron diferencias regulatorías entre los genes del sistema inmunitario de este pez y los animales terrestres. Esto permitió responder a los nuevos patógenos con los que se encontraron en tierra firme los tetrápodos que venían del agua. También hallaron diferencias en la regulación de genes que controlan el sentido del olfato. Los investigadores proponen que los seres en tierra firme necesitaron adaptar este sentido al nuevo ambiente aéreo.
Algunos genes del desarrollo, como los que controlan la formación de las aletas, fueron reclutados por los animales terrestres para crear los miembros y los dedos. Una de estas regiones genéticas, la denominada HoxD, es compartida por celacantos y tetrápodos y es la que permite la formación de manos y pies.
Pero sólo se trata de los primeros análisis de los datos obtenidos. En el próximo futuro se irán publicando más resultados sobre este asunto, fruto de la comparación de este genoma con otros. Se espera tener respuestas a cuestiones sobre la evolución de la respiración, el sistema inmunitario y la fisiología de los tetrápodos. Ello ayudará a comprender cómo fue la transición del agua a tierra firme de los tetrápodos y cómo se adaptaron al nuevo ambiente. Merecerá la pena, pues, al fin y al cabo, se trata de nuestro propio pasado.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original
Foto: Alberto Fernandez Fernandez, Wikimedia Commons.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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4 Comentarios

  1. tomás:

    Me parece una noticia interesantísima y un regalo el vídeo que la acompaña. La pena es que sea una especie en peligro de extinción tras tantos millones de años de pervivencia.
    Mi más cálida enhorabuena, estimado Neo.

  2. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Casi la única referencia sobre el éxito de un post es si tiene o no comentarios, sea o no fiable el método.
    Sería relativamente fácil hacer un titular más atractivo (y menos riguroso) o una entradilla menos neutral y aséptica para atraer al lector, pero quizás sea mejor así.
    En este caso, como en algunos otros, no se trata de la noticia en sí, que es importante desde el punto de vista científico, sino de la excusa para fijarnos en una maravilla de la Naturaleza y fascinarnos una vez más. Esas aletas moviéndose como brazos…
    Los expertos creen que se pueden perder la mitad o dos tercios de las especies por culpa de la extinción masiva que estamos provocando. El celacanto sólo sería una más.

    Por lo demás, muchas gracias por seguir ahí.

  3. Pocosé:

    Estimado Neo
    Cuando no comento nada de un post, casi siempre es porque de ese post lo único que puedo hacer es aprender, asombrarme y disfrutar.
    El éxito y la calidad de un post, en este y en cualquier otro blog científico, vendrá dado por lo que enriquece de conocimiento a los lectores. Esto evidentemente no guarda relación directa con la cantidad de comentarios. La cantidad de comentarios según veo, guarda mas relación con la polemicidad del tema tratado y mas aun con las polémicas surgidas de los mismos comentarios.
    Amarillecer la divulgación científica puede ser mas exitoso e incluso rentable, pero no creo que sea bueno para la ciencia.
    De todos los blogs de ciencia, que visito, este es en el que mas disfruto, enriqueciéndome de conocimientos y plasmando mis elecubraciones, a veces bastante descabelladas, cuando se tercia.
    Muchísimas gracias por todo lo que tan esforzada y magníficamente aportas.
    Y si me permites la confianza :
    ¡Un agradecido y fuerte abrazo!

  4. tomás:

    Estoy muy de acuerdo con el muy estimado amigo Pocosé, al que envío un fuerte abrazo por su acierto en este y otros muchos comentarios.

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