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Estos peces distintos evolucionaron igual para ver en el agua oscura

según revela un estudio publicado este martes 11 de abril en la revista de acceso abierto 'PLOS Biology' por un grupo de investigadores liderado por David Marques de la Universidad de Victoria (Canadá).
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Fecha de publicació: 12/04/2017, 13:43 h | (59) veces leída
Los cambios en un sólo gen de la visión de color demuestran adaptaciones evolutivas convergentes en especies muy separadas y en escalas de tiempo muy diferentes.
según revela un estudio publicado este martes 11 de abril en la revista de acceso abierto 'PLOS Biology' por un grupo de investigadores liderado por David Marques de la Universidad de Victoria (Canadá).
El trabajo, que combina el análisis genético con un experimento de selección de 19 años, apoya la idea de que los mecanismos de la evolución adaptativa pueden ser más predecibles de lo que se sospechaba anteriormente.
Durante los últimos 12.000 años, especies de peces espinosos de tres espinas han colonizado cientos de lagos de agua dulce en el archipiélago de Haida Gwaii, frente a la costa de Columbia Británica (Canadá), formando poblaciones que evolucionan de forma independiente. Los lagos pueden clasificarse ampliamente como "aguas claras", en las cuales la luz de espectro total pasa relativamente sin obstáculos, o "aguas negras", en las que la mayor parte de la luz visible es absorbida por taninos disueltos, creando un ambiente casi nocturno, con luz hacia el extremo rojo del espectro que se filtra desde arriba.
Las células cono responsables de la visión del color en la retina de los espinosos contienen SWS2, una proteína opsina sensible a la luz azul. Los cambios de aminoácidos en SWS2 se han mostrado anteriormente que "afinan" esta opsina para hacerla más sensible al extremo azul o rojo del espectro. Para el estudio, los autores compararon las secuencias genéticas de SWS2 de espinosos marinos, de aguas claras y de aguas oscuras, incluyendo un grupo de peces de aguas negras que habían llevado a un lago vacío de aguas claras 19 años antes y abandonado para que evolucionaran.
Los investigadores descubrieron que el patrón de cambios genéticos en SWS2 visto en espinosos de agua oscura implicaba que había habido una selección muy fuerte para ajustarse al cambio de color rojo, maximizando la sensibilidad de la opsina en el agua oscura. No se observó este patrón en espinosos de aguas claras. En los peces de aguas oscuras trasplantados a un lago de aguas claras, tras sólo 13 generaciones, muchos miembros de la población presentaron versiones alternativas de SWS2 que eran más sensibles a la luz azul más abundante de su nuevo hábitat, demostrando el rápido efecto de esta presión selectiva.
MISMOS CAMBIOS GENÉTICOS
A continuación, los autores compararon sus resultados de espinosos con los genes de la opsina previamente editados en dos especies relacionadas de peces ('Lucania goodei' y 'Acanthopagrus butcheri') separados de los espinosos por millones de años, que también se habían adaptado a los hábitats de aguas oscuras y claras. Estos peces tienen dos copias distintas del gen SWS2 --SWS2A y SWS2B--, que surgieron de un antiguo evento de duplicación de genes hace 198 millones de años en el antepasado de todos los peces de aleta espinosa.
Cabe destacar que dos de los mismos cambios genéticos que se observan en SWS2 de los espinosos también distinguen a SWS2A (hacia el rojo) y SWS2B (hacia la luz azul) de estas especies de peces, con las que compartieron un antepasado común hace muchos millones de años. Dado que los mismos cambios genéticos surgieron por separado en su antepasado y en los espinosos, demuestran una evolución convergente, pero en escalas de tiempo muy diferentes.
"Estos datos apoyan la visión emergente en la biología evolutiva de que los mecanismos subyacentes a la evolución adaptativa son a menudo muy repetibles y, por lo tanto, pueden ser predecibles", afirma Marques. "Demuestran que el 'ajuste' evolutivo con un conjunto limitado de herramientas puede conducir a 'soluciones convergentes' a problemas comunes tanto dentro de las especies como entre grupos ampliamente separados", concluye.

Los cambios en un sólo gen de la visión de color demuestran adaptaciones evolutivas convergentes en especies muy separadas y en escalas de tiempo muy diferentes.

según revela un estudio publicado este martes 11 de abril en la revista de acceso abierto 'PLOS Biology' por un grupo de investigadores liderado por David Marques de la Universidad de Victoria (Canadá).

El trabajo, que combina el análisis genético con un experimento de selección de 19 años, apoya la idea de que los mecanismos de la evolución adaptativa pueden ser más predecibles de lo que se sospechaba anteriormente.

Durante los últimos 12.000 años, especies de peces espinosos de tres espinas han colonizado cientos de lagos de agua dulce en el archipiélago de Haida Gwaii, frente a la costa de Columbia Británica (Canadá), formando poblaciones que evolucionan de forma independiente. Los lagos pueden clasificarse ampliamente como "aguas claras", en las cuales la luz de espectro total pasa relativamente sin obstáculos, o "aguas negras", en las que la mayor parte de la luz visible es absorbida por taninos disueltos, creando un ambiente casi nocturno, con luz hacia el extremo rojo del espectro que se filtra desde arriba.

Las células cono responsables de la visión del color en la retina de los espinosos contienen SWS2, una proteína opsina sensible a la luz azul. Los cambios de aminoácidos en SWS2 se han mostrado anteriormente que "afinan" esta opsina para hacerla más sensible al extremo azul o rojo del espectro. Para el estudio, los autores compararon las secuencias genéticas de SWS2 de espinosos marinos, de aguas claras y de aguas oscuras, incluyendo un grupo de peces de aguas negras que habían llevado a un lago vacío de aguas claras 19 años antes y abandonado para que evolucionaran.

Los investigadores descubrieron que el patrón de cambios genéticos en SWS2 visto en espinosos de agua oscura implicaba que había habido una selección muy fuerte para ajustarse al cambio de color rojo, maximizando la sensibilidad de la opsina en el agua oscura. No se observó este patrón en espinosos de aguas claras. En los peces de aguas oscuras trasplantados a un lago de aguas claras, tras sólo 13 generaciones, muchos miembros de la población presentaron versiones alternativas de SWS2 que eran más sensibles a la luz azul más abundante de su nuevo hábitat, demostrando el rápido efecto de esta presión selectiva.

MISMOS CAMBIOS GENÉTICOS

A continuación, los autores compararon sus resultados de espinosos con los genes de la opsina previamente editados en dos especies relacionadas de peces ('Lucania goodei' y 'Acanthopagrus butcheri') separados de los espinosos por millones de años, que también se habían adaptado a los hábitats de aguas oscuras y claras. Estos peces tienen dos copias distintas del gen SWS2 --SWS2A y SWS2B--, que surgieron de un antiguo evento de duplicación de genes hace 198 millones de años en el antepasado de todos los peces de aleta espinosa.

Cabe destacar que dos de los mismos cambios genéticos que se observan en SWS2 de los espinosos también distinguen a SWS2A (hacia el rojo) y SWS2B (hacia la luz azul) de estas especies de peces, con las que compartieron un antepasado común hace muchos millones de años. Dado que los mismos cambios genéticos surgieron por separado en su antepasado y en los espinosos, demuestran una evolución convergente, pero en escalas de tiempo muy diferentes.

"Estos datos apoyan la visión emergente en la biología evolutiva de que los mecanismos subyacentes a la evolución adaptativa son a menudo muy repetibles y, por lo tanto, pueden ser predecibles", afirma Marques. "Demuestran que el 'ajuste' evolutivo con un conjunto limitado de herramientas puede conducir a 'soluciones convergentes' a problemas comunes tanto dentro de las especies como entre grupos ampliamente separados", concluye.

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