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El genoma de un pez asexual explica su éxito evolutivo

El genoma del pez Amazon molly (Poecilia Formosa), una de las escasas especies de vertebrados con reproducción asexual, revela una salud inusualmente buena, según un estudio publicado en la revista Nature Ecology & Evolution. El hallazgo ha sido inesperado ya que se consideraba que este tipo de reproducción contribuía al deterioro de los genes.

Amazon molly presenta pocas mutaciones dañinas, bajos niveles de decadencia genética y una variabilidad única en constante evolución

El Poecilia Formosa es un pez de agua fría y fue la primera especie asexual de vertebrados descubierta en 1932. La población está compuesta exclusivamente por hembras, por ello se la conoce comúnmente como Amazon molly, en referencia a las ‘amazonas’: el grupo guerrero de la mitología clásica formado exclusivamente por mujeres.

Los investigadores, entre los que se encuentran Raquel García Pérez y Tomás Marqués Bonet del Instituto de Biología Evolutiva de la Universidad Pompeu Fabra, han secuenciado por primera vez el genoma de esta especie, que ha revelado resultados sorprendentes y contrarios a lo esperado.

“Poecilia Formosa presenta pocas mutaciones dañinas, bajos niveles de decadencia genética y una variabilidad única en constante evolución, en particular en genes relacionados con el sistema inmune” explica a Sinc García Pérez. “Estas características podrían explicar el éxito evolutivo del Amazon molly”, concluye.

Ante la inexistencia de individuos macho, todas sus crías contribuyen al crecimiento de la población. Esto origina una tasa de reproducción que supone el doble de lo habitual. En esta especie todas las hembras se “clonan” a sí mismas con la ayuda de machos de especies sexualmente afines y utilizan el  esperma de estos últimos para desencadenar el desarrollo embrionario por ginogénesis –activación de los óvulos mediante la penetración de un espermatozoide que no llega a fecundar–.

Los vertebrados asexuales son muy poco comunes, tan solo se conocen unas 50 especies de peces, anfibios y reptiles con este tipo de reproducción. Según sostienen las teorías evolutivas, este hecho los condena a una rápida desaparición ya que presentan una paradoja biológica: la reproducción asexual conlleva multitud de desventajas.

Trinquete de Muller y la hipótesis de la Reina Roja

En primer lugar y según el trinquete de Muller, si un organismo presenta mutaciones perjudiciales, estas no podrán ser eliminadas sin meiosis –proceso de reproducción celular–, por lo que su acumulación contribuirá a la decadencia del genoma e incluso a la posible extinción de la especie.

Su genoma podría evitar el destino del resto de seres de reproducción asexual: la extinción

Por otro lado, la hipótesis de la Reina Roja mantiene que la ausencia de meiosis y formación de nuevos genotipos en el cigoto, hace que los organismos de reproducción asexual carezcan de diversidad genética, importante para la adaptación a nuevas condiciones en el entorno, tanto físicas como biológicas.

“Nuestros resultados sugieren que los organismos asexuales no son poco frecuentes debido a las citadas desventajas, sino a la dificultad de crear combinaciones genómicas que circunvalen el proceso de meiosis exitosamente y generen un genoma funcional”, plantea García Pérez. “Este parece haber sido el caso del Amazon molly, cuyo éxito evolutivo y ecológico es destacable”, finaliza la investigadora.

Los autores discuten ahora si la combinación de diversidad genética y amplias defensas inmunes podría hacer que el Amazon molly escapara del destino previsto para los organismos asexuales: la extinción.

El genoma de los perros europeos persiste desde el Neolítico

Las investigaciones acerca de la evolución de los perros y el momento en que se convirtieron en ‘los mejores amigos del hombre’ son tan diversas como sus teorías. Una de las últimas, publicada el pasado año en Science, apuntaba a un reemplazo de la población de canes europeos durante el Neolítico, a causa de la migración de individuos procedentes de Asia, que dio fruto a las razas actuales.

“Hubo un cambio muy pequeño en la reserva genética de los perros entre hace 15000 años y hoy”, K. Veeramah

Sin embargo, esta semana la revista Nature Communications destaca el trabajo de un equipo internacional de investigadores que muestra evidencias de continuidad en el genoma de los perros europeos desde los primeros momentos del Neolítico hasta hoy, dando esquinazo a la teoría previa.

Para comprender la relación genética que existe entre nuestros perros y los que habitaban Europa en la antigüedad, el grupo liderado por Laura Botigué de la Universidad de Stony Brook (EE UU) ha analizado las secuencias genómicas de los restos de dos perros en Alemania procedentes de ese periodo y otro localizado en Irlanda de un estudio anterior.

“Descubrimos que los perros del Neolítico temprano (7000 años) y del Neolítico tardío (4700) son bastante similares a las razas europeas actuales. Además, los tres poseen el mismo tipo mitocondrial que los fósiles más antiguos hallados, de hasta 14000 años. Nuestra conclusión, por tanto, fue que hubo un cambio muy pequeño en la reserva genética de los perros en Europa entre hace 15000 años y hoy”, asegura a Sinc Krishna Veeramah, coautor del trabajo y científico de la Universidad de Stony Brook.

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Cráneo de perro procedente del final del Neolítico. / Amelie Scheu

 

“La divergencia de las diferentes poblaciones de perros que vemos hoy en Eurasia probablemente ocurrió miles de años antes de esto, aunque también ha habido un flujo de genes sustancial después”, agrega Veeramah.

Un único proceso de domesticación

Así, el análisis genómico no solo contradice un reemplazo significativo de la población de perros durante el Neolítico, sino que rechaza la teoría previa sobre una domesticación paralela –en el este y el oeste de Eurasia– a partir de dos poblaciones de lobo diferentes y sitúa el comienzo de la ‘amistad’ con el hombre entre hace 20.000 y 40.000 años.

Los científicos estiman que la domesticación ocurrió hace entre 20000 y 40000 años

“No se han encontrado evidencias de dos eventos independientes de domesticación ni de un reemplazo de perros indígenas del Paleolítico europeo como sugería el grupo de Oxford el año pasado. Por el contrario, nuestros datos apoyan que se trató de un único evento de domesticación para todos los perros modernos a partir de una población de lobos grises”, detalla el investigador.

Según estiman de los expertos, este proceso estaría enmarcado por dos eventos mayores: la diferenciación entre lobos y perros, primero, y la divergencia entre perros orientales y occidentales, después.

Los resultados de esta investigación demuestran que la historia de los perros domésticos es tan enrevesada como la de sus dueños. Por el momento, los científicos necesitan recopilar un mayor número de muestras, incluyendo restos antiguos de otras regiones de Asia y Oriente Medio, claves para determinar una estructura demográfica más precisa de los canes y su evolución.

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Restos de un perro europeo de aproximadamente 5.000 años. / Timo Seregely