Así surgen nuevas especies en el mar

Dos hamlets vientre amarillo (Hypoplectrus aberrans) desovando en Dominica/Carlos y Allison Estapé carlosestape.photoshelter.com

Un estudio arroja nueva luz sobre un interrogante fundamental en la biología evolutiva

 

¿Cómo pueden formarse nuevas especies si los animales viven juntos y se pueden cruzar? Un equipo del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales en Panamá y el Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación Oceánica en Kiel, Alemania, estudiaron a los peces de arrecifes del Caribe para averiguarlo. Su descubrimiento sobre que la selección natural combina la evolución de los genes para la visión y el patrón de color se publicó en la revista Nature Ecology and Evolution.

 

STRI/DICYT – Para que una nueva especie evolucione, dos cosas son esenciales: una característica como un color, única para una especie y una preferencia de apareamiento para ese color. Por ejemplo, los individuos de una especie de pez azul prefieren parejas azules y los individuos de una especie roja prefieren parejas rojas. Si las dos especies se entrecruzan, se espera que el proceso de recombinación sexual destruya el acoplamiento entre el color y las preferencias de pareja, dando como resultado individuos rojos con una preferencia por parejas azules y viceversa. Esta es una de las razones por las que se ha pensado durante mucho tiempo que las nuevas especies solo pueden evolucionar en aislamiento absoluto, sin mestizaje.

Descubrieron que la selección natural puede acoplar la evolución de los genes para el patrón de color y las preferencias de pareja cuando las especies aún se cruzan

Sin embargo, la dinámica de este proceso depende del número exacto y la ubicación de los genes que subyacen en las características de las especies y las preferencias de la pareja, la fuerza de la selección natural que actúa sobre estos genes y la cantidad de entrecruzamiento entre las especies. En un reciente estudio, Oscar Puebla, profesor de GEOMAR e investigador asociado del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales y sus colegas descubrieron que la selección natural puede acoplar la evolución de los genes para el patrón de color y las preferencias de pareja cuando las especies aún se cruzan.

“Para abordar este interrogante, nuestro primer desafío fue identificar un grupo de animales en el que las especies aún se cruzan y en el que se entiendan bien los mecanismos que subyacen al aislamiento reproductivo”, comentó Puebla.

Los hamlets, un grupo de especies de peces estrechamente relacionadas que se encuentran en los arrecifes de todo el Caribe, son genéticamente muy similares. La principal diferencia entre las especies es el patrón de color, y es la preferencia de pareja por los diferentes patrones de color que mantienen a las especies separadas.

Los hamlets, un grupo de especies de peces estrechamente relacionadas que se encuentran en los arrecifes de todo el Caribe, son genéticamente muy similares

Una segunda dificultad consiste en identificar los genes que subyacen a las diferencias de especies y las preferencias de pareja. Los autores de este estudio secuenciaron el genoma completo de los hamlets y luego preguntaron cómo difería el genoma en cada uno de los 110 individuos de tres especies que se encontraron juntos en los arrecifes del Caribe.

“Este poderoso conjunto de datos nos permitió identificar cuatro regiones estrechas del genoma que están altamente diferenciadas de manera consistente entre las especies en un contexto de casi ninguna diferencia genética en el resto del genoma”, comentó el coautor Kosmas Hench, estudiante de doctorado en GEOMAR. Estos cuatro intervalos incluyen genes involucrados con la visión y el patrón de color.

Al capturar las etapas más tempranas de la especiación en los hamlets, el equipo muestra cómo la selección puede contribuir a la creación de nuevas especies

Los datos también muestran que los genes de la visión y el patrón de color permanecen acoplados a pesar del hecho de que están ubicados en tres cromosomas diferentes y que las especies aún se cruzan. Tal acoplamiento se informó anteriormente cuando los conjuntos de genes están muy cerca uno del otro en un cromosoma, en cuyo caso están protegidos de la recombinación sexual, pero no cuando están en diferentes cromosomas. Al capturar las etapas más tempranas de la especiación en los hamlets, el equipo muestra cómo la selección puede contribuir a la creación de nuevas especies.

“Muchos peces de arrecifes de coral estrechamente relacionados difieren en poco más que en el color y el patrón”, comentó Owen McMillan, coautor y decano académico de STRI. “Espero totalmente que los descubrimientos que hemos hecho en los hamlets se apliquen a otras formas de vida y, en última instancia, puedan explicar la notable diversidad de peces en los arrecifes de coral de todo el mundo”.

Referencia bibliográfica:
Hench, K., Vargas, M., Höppner M.P., McMillan, W.O., Puebla O. 2019. Inter-chromosomal coupling between vision and pigmentation genes during genomic divergence. Nature Ecology and Evolution.

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