Primer genoma de un animal abisal ilustra los límites de la adaptación

Una criatura fofa y translúcida llamada pez caracol del hadal (Pseudoliparis swirei) es el primer animal de las profundidades extremas del océano cuyo genoma ha sido secuenciado. Su mapa de ruta genético está revelando la base de las adaptaciones que permiten a los animales vivir en ambientes hostiles, como la Fosa de las Marianas, el lugar más profundo del océano.

Las criaturas de aguas profundas deben hacer frente a un ambiente frío, oscuro y de extrema presión. Pero sin el genoma de ningún animal que viva por debajo de los 6.000 metros, una región conocida como la zona hadal o del hades, los científicos no estaban seguros de cómo las criaturas adquirieron las adaptaciones necesarias para sobrevivir. Los resultados publicados el 15 de abril en Nature Ecology & Evolution apuntan a cambios esqueléticos y celulares en los que el pez caracol hadal confía para soportar estas duras condiciones.

Primer genoma de un animal abisal ilustra los límites de la adaptación

Nada como este estudio se ha hecho antes, dice Paul Yancey, un biólogo marino del Whitman College en Walla Walla, Washington. "Es emocionante", señaló en un comunicado la Academia de Ciencias de China. Los autores del estudio capturaron peces caracol del hadal desde aproximadamente 7.000 metros de profundidad en la Fosa de las Marianas en el Océano Pacífico occidental. Después de secuenciar el genoma de los peces, el equipo buscó pistas que pudieran explicar las características del pez caracol, como un esqueleto hecho de cartílago y membranas celulares que siguen funcionando bajo presiones inmensas.

La presión en la Fosa de Mariana es similar a la que sentiría alguien si todo el peso de la Torre Eiffel descansara sobre su dedo gordo. Los investigadores compararon el ADN de los peces con el de un pariente cercano, el pez caracol de Tanaka (Liparis tanakae), que vive en pozas de marea. Las dos especies se separaron de un ancestro común hace unos 20 millones de años. Hay varios cambios genéticos en el genoma del pez caracol hadal relacionado con una rápida adaptación a las profundidades marinas, dice Shunping He, un ictiólogo de la Academia China de Ciencias en Wuhan, y coautor del estudio.

Las altas presiones en la Fosa de las Marianas aplastarían los huesos normales. Pero un gen integral del endurecimiento de los huesos está inactivo en el pez caracol hadal, lo que concuerda con la idea de que un esqueleto hecho de cartílago es más tolerante a la presión, escriben los autores. El pez caracol del hadal también ha perdido varios genes involucrados en la detección de la luz. Sin embargo, él y sus colegas encontraron cinco de estos genes que aún están activos, lo que sugiere que los peces podrían tener una capacidad residual para ver. Algunos grupos de genes, muchos de los cuales están involucrados en el metabolismo de los ácidos grasos, se han expandido en el pez caracol del hadal.

Nada como este estudio se ha hecho antes, dice Paul Yancey, un biólogo marino del Whitman College en Walla Walla, Washington. "Es emocionante", señaló en un comunicado la Academia de Ciencias de China.

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Los autores escriben que la presencia de ciertos ácidos grasos ayuda a las membranas celulares a mantenerse flexibles a grandes profundidades. De lo contrario, la alta presión puede hacer que esas membranas se vuelvan rígidas e impenetrables. Otros genes actúan para evitar que las proteínas se plieguen incorrectamente bajo una presión extrema. Es emocionante ver esta secuencia del genoma, así como ideas sobre cómo los vertebrados se adaptan a las profundidades extremas, dice Santiago Herrera, un ecólogo molecular en la Universidad de Lehigh en Bethlehem, Pennsylvania.

"Comprender cómo este tipo de vida es posible en este entorno es realmente innovador". El estudio también crea una base para el trabajo futuro que analiza cómo los peces han evolucionado para sobrevivir en ambientes extremos, dice Natalya Gallo, oceanógrafa del Instituto Scripps de Oceanografía en La Jolla, California. Ahora, los investigadores pueden realizar experimentos basados en laboratorio con herramientas como CRISPR, editar genes para explorar los rasgos que controlan, agrega.

Será interesante ver si la genética detrás de las adaptaciones del pez caracol hadal es representativa de los animales en las profundidades marinas, o si cada especie tiene su propio conjunto de estrategias genéticas para sobrevivir a este ambiente extremo, dice Herrera.

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