Un equipo internacional de científicos ha logrado secuenciar el genoma más largo conocido en el reino animal. Este pertenece a una criatura que parece estar congelada en el tiempo evolutivo: el pez pulmonado sudamericano, Lepidosiren paradoxa.
Con más de 90.000 millones de bases, el ADN de esta especie es más del doble del tamaño del genoma del anterior poseedor del récord, el pez pulmonado australiano. Este descubrimiento, publicado en Nature, proporciona información crucial sobre la evolución de los vertebrados terrestres, ya que los peces pulmonados comparten un ancestro común con todos los tetrápodos, los animales de cuatro extremidades.
Atrapados en el tiempo
Los peces pulmonados son conocidos por su capacidad de respirar tanto aire como agua, y por sus aletas similares a extremidades, características que sugieren un vínculo directo con los primeros vertebrados que colonizaron la tierra.
El análisis de los genomas de tres linajes distintos de peces pulmonados (africano, sudamericano y australiano) ha revelado nuevos detalles sobre su diversificación y evolución a lo largo de los últimos 100 millones de años.
Una de las sorpresas del estudio fue descubrir que 18 de los 19 cromosomas de Lepidosiren paradoxa son individualmente más grandes que todo el genoma humano, que consta de casi 3.000 millones de bases.
Sin embargo, a pesar de su tamaño, este genoma contiene aproximadamente el mismo número de secuencias codificantes de proteínas que el genoma humano, alrededor de 20.000. Esto deja una gran cantidad de ADN «extra» cuya función los científicos aún deben determinar.
Hallazgos
El equipo de investigación, liderado por el biólogo evolutivo Axel Meyer de la Universidad de Konstanz, Alemania, identificó que la razón detrás del tamaño descomunal del genoma de Lepidosiren paradoxa es la presencia de un gran número de elementos transponibles, también conocidos como «genes saltarines».
Estos segmentos de ADN pueden copiarse a sí mismos y moverse dentro del genoma, lo que puede causar cambios genéticos rápidos. Sorprendentemente, los investigadores encontraron que el genoma de este pez es notablemente estable, lo que les permitió reconstruir la arquitectura cromosómica de los ancestros de los peces pulmonados, incluyendo a los primeros tetrápodos.
Otro hallazgo importante fue la diferencia en el desarrollo de las extremidades entre los diferentes linajes de peces pulmonados.
Mientras que el pez pulmonado australiano mantiene aletas similares a extremidades, los peces pulmonados africanos y sudamericanos han desarrollado aletas filamentosas. Esta divergencia, según los estudios realizados con ratones modificados genéticamente, se debe a cambios en la vía de señalización Shh, que guía el desarrollo embrionario.
Los científicos concluyen que los genomas de los peces pulmonados son una clave fundamental para entender cómo los procesos moleculares y evolutivos permitieron la transición de la vida acuática a la terrestre durante el Devónico.
Este recurso genómico, ahora disponible a nivel de cromosoma para todas las líneas de peces pulmonados vivos, promete abrir nuevas puertas en la investigación sobre la evolución de los vertebrados y el origen de los tetrápodos.