Las medusas translúcidas, los corales coloridos y las anémonas de mar ondulantes tienen cuerpos muy diferentes, pero todos caen en la misma gran rama del árbol genealógico de los animales. Las medusas en realidad comienzan ancladas al fondo del mar, al igual que los corales y las anémonas. Investigadores del Instituto Okinawade la Universidad de Graduados en Ciencia y Tecnología OIST descubrió recientemente qué genes permiten que las medusas se gradúen de esta etapa estacionaria y naden en el mar.
Al principio de sus ciclos de vida, las medusas se desarrollan de larvas a pólipos, estructuras inmóviles y con forma de tallo enraizadas en el sedimento. Las anémonas y los corales viven sus vidas en este estado, lo que les valió el nombre de antozoos o "animales de flores" enGriego: las medusas se distinguen de los antozoos al poder desarrollarse desde la etapa de pólipos hasta la etapa de medusa, floreciendo en las criaturas luminosas y con forma de campana que conocemos y amamos.
El nuevo estudio, publicado el 16 de abril de 2019 en Ecología y evolución de la naturaleza , informa los genomas de dos especies de medusas e investigó por qué algunas criaturas pueden entrar en la etapa de medusa mientras que otras permanecen congeladas como pólipos. Los genomas se pueden examinar en línea y comparar con otras especies en el servidor OIST BLAST.
Genomas de medusas recién decodificados
Los investigadores y colegas de OIST de Japón y Alemania compararon los genomas de una medusa luna Aurelia aurita y una medusa de caja gigante Morbakka virulenta. En japonés, estas especies se conocen como la "medusa de agua" y la "medusa de fuego".respectivamente. La medusa de fuego es altamente venenosa y debe su nombre a su dolorosa y ardiente picadura.
"Al comparar dos tipos diferentes de medusas, esperábamos identificar algunas reglas universales sobre cómo hacer una etapa de medusa", dijo el Dr. Konstantin Khalturin, primer autor del estudio y científico de la Unidad de Genómica Marina de OIST dirigida por el Prof.Noriyuki Satoh. Cuando una medusa sale de su etapa de pólipo y abandona el fondo marino arenoso, diferentes genes se activan para impulsar su desarrollo. Para identificar estos genes especiales, los investigadores primero tuvieron que catalogar todos los genes presentes en sus especies de medusas de muestra.
"Luego observamos cómo se comportaron estos genes en las etapas de pólipos y medusas de sus ciclos de vida", dijo Khalturin.
Los investigadores secuenciaron el genoma completo de una medusa lunar del Mar Báltico y una medusa de caja gigante de Japón. Los genomas contienen todas las instrucciones para construir y mantener un organismo, codificadas en bloques de construcción individuales conocidos como genes. Junto con la composición genética de una criatura, el orden en el que se colocan estos bloques de construcción ayuda a determinar cómo se desarrolla una criatura. Los investigadores compararon sus genomas de medusas recién decodificados con los de corales y anémonas, señalando qué genes aparecieron en cada animal y en qué secuencia.
"Esperábamos que la organización del genoma en las dos medusas fuera más similar entre sí que con los genomas de las anémonas de mar o los corales", dijo Khalturin. Sorprendentemente, el orden genético en el genoma de la gelatina lunar se parecía mucho más a los azozoos quemedusas de fuego. Por el contrario, la composición genética de las dos medusas apenas se superpone; sus genomas difieren tan drásticamente como los humanos de los erizos de mar.
Lo que hace la diferencia
Los resultados sugieren que el genoma de la medusa de caja gigante debe haberse reorganizado vigorosamente en algún momento de su evolución. La escasez de similitudes entre las medusas de luna y de caja gigante convenció a los investigadores de que no hay una región universal dentro de los genomas de medusa responsable de orquestar la medusaformación escénica.
Queda una pregunta: ¿por qué los corales y las anémonas no pueden entrar en la etapa de las medusas?
Para resolver este misterio, los investigadores evaluaron qué genes estaban activos en las etapas de pólipos y medusas de ambas medusas. Compararon estos patrones distintos de expresión génica con los observados en 11 especies diferentes de cnidarios, el grupo taxonómico que abarca medusozoos y antozoosSorprendentemente, descubrieron que el coral y las anémonas contienen aproximadamente dos tercios de los genes activos en la etapa de medusa de la medusa lunar.
Pero las medusas lunares tienen un juego de herramientas genéticas especiales: un arsenal de genes de élite que se activan durante su etapa de medusa pero están ausentes en los antozoos. Desprovistos de una etapa de medusas, los corales y las anémonas carecen de genes para desarrollar ciertos órganos y tejidos, como los ojosy músculos de natación especializados. Los investigadores descubrieron que las medusas de agua y fuego comparten alrededor de 100 de estos genes específicos de especies que solo se activan en sus etapas de medusas. Una gran proporción de estos genes codifica factores de transcripción, proteínas que afinan qué genes se expresan, cuándo y en qué cantidades.
Mirando hacia el futuro, los investigadores planean secuenciar el genoma de una medusa de caja local llamada avispa marina de Okinawa Chironex yamaguchii, "habu-kurage", que proporcionará una comparación más cercana con la medusa de fuego. Los estudios futuros podrían avanzar en nuestra comprensiónde cómo evolucionan las medusas y qué las distingue de sus hermanos y otras criaturas del abismo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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