Biólogos descubren que el ADN de la estrella de mar espinosa se organiza de forma distinta según el ambiente marino
Un equipo de investigadores de la Estación Biológica de Doñana (EBD), perteneciente al Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Barcelona (UB) han descubierto que casi una quinta parte (18,6%) del material genético de la estrella de mar espinosa (‘marthasterias glacialis’) se organiza de forma distinta según el ambiente en el que vive.
En una nota de prensa, el CSIC ha detallado que el hallazgo indica que la estrella de mar espinosa presenta «un número inusualmente elevado de inversiones cromosómicas consistente en grandes fragmentos de cromosomas que aparecen ‘del revés’ en algunos individuos» de esta especie, presente en el mar Mediterráneo y al este del océano Atlántico.
«Lo más interesante es que las variantes de estas inversiones no se distribuyen al azar entre las poblaciones estudiadas, sino que aparecen asociadas a distintas regiones geográficas», ha explicado Carlos Leiva, investigador de la EBD. Igualmente, ha resaltado que «muchas de ellas son más frecuentes en regiones cálidas y salinas como el Mediterráneo, mientras que otras aparecen asociadas a zonas más frías, como las Islas Británicas».
Dentro de estas regiones inversas se han encontrado genes relacionados con respuesta al estrés térmico, osmorregulación, respuesta inmune y percepción ambiental, un fenómeno que será necesario validar con estudios experimentales. No obstante, estos resultados apuntan a que, además de las mutaciones puntuales, la forma en que está organizado el genoma puede ser «especialmente importante para entender cómo una especie se adapta a ambientes diferentes, incluso cuando sus poblaciones están muy conectadas entre sí», como es el caso de la estrella de mar espinosa.
El hallazgo resulta «especialmente llamativo» por un fenómeno habitualmente frecuente en organismos marinos, que es la movilidad de sus larvas a grandes distancias, puesto que aunque las estrellas de mar adultas tienen una movilidad más reducida, sus larvas pueden recorrer cientos de kilómetros impulsadas por las corrientes oceánicas, mezclando continuamente a sus poblaciones. En teoría, esa conexión debería dificultar que aparezcan grandes diferencias adaptativas entre regiones, pero el estudio demuestra que existen zonas del genoma que escapan a esa mezcla, indica la nota de prensa.
El estudio revela que determinadas regiones del genoma se recombinan, se «mezclan», mucho menos que el resto, lo que hace que se mantengan diferenciadas entre poblaciones. «Estas regiones actúan como bloques que se heredan conjuntamente, conservando así combinaciones de genes beneficiosas para vivir en condiciones ambientales concretas, con diferencias de temperatura o salinidad», ha asegurado Marta Martín, investigadora predoctoral de la UB.
Para averiguar si existían diferencias ocultas en el genoma de la especie, el equipo científico ha analizado muestras de casi 300 ejemplares de estrellas de mar espinosa procedentes de 19 localidades distribuidas por el Atlántico nororiental y el Mediterráneo occidental, incluyendo las Islas Británicas, las Azores, la costa atlántica europea y el Mediterráneo.
El equipo ha investigado miles de marcadores distribuidos por todo el genoma y los comparó con un genoma de referencia de la especie, lo que ha permitido identificar las regiones compatibles con inversiones cromosómicas y estudiar cómo se distribuían entre las distintas poblaciones. Además, los datos genéticos se combinaron con información ambiental sobre temperatura y salinidad, para estudiar si las inversiones cromosómicas podrían estar relacionadas con adaptaciones locales.
Asimismo, el trabajo también ha revelado que una especie ampliamente distribuida, con poblaciones conectadas y aparentemente homogéneas puede esconder una importante diversidad adaptativa en su genoma. Esto sugiere que distintas poblaciones de una misma especie «podrían responder de manera diferente a fenómenos como el calentamiento del océano o los cambios en la salinidad», afirman los investigadores.
En este sentido, los resultados aportan una nueva perspectiva sobre los mecanismos que impulsan la evolución de la biodiversidad marina, ya que el estudio pone de manifiesto que los cambios en la estructura del genoma pueden ser tan importantes como las diferencias puntuales en el ADN para favorecer la adaptación de las especies. «Estos resultados abren la puerta a nuevos estudios para comprobar si estas inversiones cromosómicas se traducen efectivamente en diferencias biológicas entre individuos, como una mayor tolerancia al calor, resistencia a cambios de salinidad, variaciones en el crecimiento o la reproducción», ha expuesto Leiva.
Por ello, el CSIC ha destacado que la investigación ha evidenciado una nueva forma de entender cómo evolucionan los organismos marinos, por lo que si futuras investigaciones confirman que estas inversiones cromosómicas determinan la capacidad de adaptarse al calor o a la salinidad, esta especie de estrella de mar «podría convertirse en un modelo para estudiar cómo muchas especies marinas pueden responder en un futuro a un océano marcado por el cambio climático». En el estudio ha participado personal investigador de la Estación Biológica de Doñana, la Universidad de Barcelona, el Institut de Recerca de la Biodiversitat, así como de la Universidad de Guam, del Institut Botànic de Barcelona y la Universidad de Rennes.
Fuente: teleprensa.com
