Sin lugar a dudas, el caballito de mar pertenece a las "formas infinitas más hermosas" de Darwin. Su forma corporal es única. No tiene cola ni aleta pélvica, nada verticalmente, las placas óseas refuerzan todo su cuerpo y no tienedientes, una característica rara en los peces. Otra peculiaridad es que los caballitos de mar machos son los que quedan embarazadas. El proyecto del genoma, que comprende seis biólogos evolutivos del equipo de investigación del profesor Axel Meyer de Konstanz e investigadores de China y Singapur, secuenciaron y analizaron el genoma deel caballito de mar de cola de tigre. Obtuvieron nuevos resultados de evolución molecular que son relevantes para la investigación de la biodiversidad: la pérdida y la duplicación de genes, así como la pérdida de elementos reguladores en su genoma, han contribuido a la rápida evolución del caballito de mar. Los resultados seránpublicado como la portada en Naturaleza el 15 de diciembre de 2016.
Las preguntas que subyacen a la secuenciación del genoma de cómo emerge la diversidad y cuál es su base genética, pueden responderse magníficamente a través del ejemplo del caballito de mar porque numerosas características únicas evolucionaron en el caballito de mar en poco tiempo. Así es como los investigadores en torno al biólogo evolutivo ProfesorAxel Meyer pudo identificar la base genética para la desaparición de los dientes del caballito de mar: varios genes que están presentes en muchos peces y en los humanos y contribuyen al desarrollo de los dientes, se perdieron en los caballitos de mar. El caballito de mar ya no necesita dientes debido a laforma especial en la que consume su comida. En lugar de masticar a su presa, simplemente la absorbe con la enorme presión negativa que puede generar en su largo hocico. Esta misma pérdida genética se aplica a los genes que contribuyen al sentido del olfato: los caballitos de marcazar visualmente y tener muy buena vista, usando sus ojos que pueden moverse independientemente el uno del otro. Por lo tanto, el sentido olfativo parece jugar solo un minor rol.
Particularmente notable es la pérdida de las aletas pélvicas. En términos evolutivos, comparten el mismo origen que las piernas humanas. Se encontró un gen importante, tbx4, responsable de esta característica, en casi todos los vertebrados, pero falta en elgenoma del caballito de mar. Para probar la función de este gen, se realizó un análisis funcional además del análisis del genoma. Para este propósito, el gen correspondiente se desactivó mediante el método CRISPER-cas en pez cebra, un sistema modelo genético.Como resultado, estos peces también perdieron sus aletas pélvicas, lo que demostró la importancia de este gen en el desarrollo "normal" de las aletas pélvicas.
Además de las pérdidas de genes, también se detectaron duplicaciones de genes durante la evolución del caballito de mar. Cuando se duplica un gen, la copia puede cumplir una función completamente nueva. En el caballito de mar, esta es probablemente la forma en que parte del gen recién creadohace posible el embarazo masculino. Presumiblemente, estos genes regulan el embarazo, por ejemplo, coordinando la eclosión de los embriones dentro de la bolsa de cría del macho. Una vez que el embrión sale del cascarón, se activan los genes adicionales. Los autores del estudio presumen que estos genescontribuir al proceso en el que el pez bebé abandona la bolsa de cría del macho.
Según este estudio en Naturaleza la evolución no solo actúa cambiando los roles principales de los genes, sino que también influye en los elementos reguladores interruptores genéticos durante la evolución. Los elementos reguladores son segmentos de ADN que controlan la función de los genes. Algunos de ellos apenas cambian durante el curso de la evoluciónya que tienen importantes funciones reguladoras. Pero faltan varios elementos inmutables y aparentemente cruciales en los caballitos de mar. Este es también y especialmente el caso de los elementos responsables del desarrollo típico del esqueleto en los peces, pero también en los humanos.Esta es probablemente una de las razones por las cuales el esqueleto del caballito de mar se ha modificado en gran medida. Carece de costillas, por ejemplo. En cambio, su cuerpo está blindado con placas óseas que agregan fuerza y una mejor protección contra los depredadores. Además, su cola rizada prensil permite a los caballitos de marcamuflarse y permanecer inmóvil aferrándose a algas o corales.Las secuencias del genoma sugieren que la pérdida de la secuencia reguladora correspondientee condujo a esta osificación.
Debido a su morfología especial, el caballito de mar demuestra magníficamente cómo los cambios genéticos pueden conducir a cambios evolutivos en los rasgos distintivos y, por lo tanto, a una mejor comprensión de la base genética para la evolución de organismos extraños y hermosos como los caballitos de mar.
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Materiales proporcionados por Universidad de Constanza . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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