Un equipo internacional de científicos ha secuenciado el genoma completo del caballito de mar e investigado los mecanismos esenciales de su evolución. Han observado que perdieron varios genes, presentes en muchos peces, que contribuyen al desarrollo de los dientes y las aletas pélvicas. Otros genes se duplicaron para hacer posible el embarazo masculino.
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El caballito de mar es un animal con múltiples peculiaridades morfológicas y biológicas. Entre ellas, tiene un hocico largo en forma de tubo con una boca pequeña y sin dientes, y son los machos los que llevan embriones en desarrollo en una bolsa hasta dar a luz a las crías.

Un grupo internacional de científicos ha secuenciado y analizado el genoma del caballito de mar Hippocampus comes. Según sus resultados, publicados en la revista Nature, la pérdida y duplicación de genes y de elementos de regulación en su genoma han contribuido a la rápida evolución del animal.

La secuenciación permite a los investigadores contestar preguntas sobre cómo surge su diversidad y qué base genética tiene, así como conocer más sobre las características únicas de su evolución.

Pérdida de dientes y aletas

Los caballitos de mar no necesitan dientes debido a su forma especial de comer. En lugar de masticar su presa, simplemente la absorben creando presión con su largo hocico. Los científicos han identificado la base genética de la desaparición de sus dientes, que también se aplica al sentido del olfato.

“Los caballitos de mar cazan visualmente y tienen una vista muy buena, sus ojos pueden moverse independientemente uno del otro. Por lo tanto, el sentido del olfato parece desempeñar solamente un papel secundario”, explica la Universidad de Konstanz, una de las instituciones que participa en el estudio.

Particularmente notable es también la pérdida de las aletas pélvicas. En términos evolutivos, comparten el mismo origen que las piernas humanas. El gen llamado tbx4 es el responsable de esta característica. Se encuentra en casi todos los vertebrados, pero no hay rastro de él en el genoma del caballo de mar. Para probar la función de este gen, se realizó un análisis funcional además del análisis del genoma y se demostró la importancia de este gen en el desarrollo ‘normal’ de las aletas pélvicas.

También se detectaron duplicaciones de genes durante la evolución. “Cuando un gen se duplica, la copia puede cumplir una función completamente nueva. En el caballo de mar, estos genes presumiblemente regulan el embarazo, por ejemplo, coordinando la incubación de embriones dentro de la bolsa de cría del macho. Una vez que el embrión es eclosionado, los genes adicionales se activan”, apuntan los autores.

Cambio de papeles y regulación en los genes

El trabajo también apunta que la evolución no solo ha actuado al cambiar los papeles 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 evolución, ya que tienen importantes funciones reguladoras. Pero faltan algunos de esos elementos en los caballitos de mar. Este es el caso, por ejemplo, de los elementos responsables del desarrollo típico del esqueleto en los peces.

El caballito de mar carece de costillas, por ejemplo, pero su cuerpo está blindado con placas óseas que añaden dureza y protección contra los depredadores. Además, su cola rizada les permite camuflarse y mantenerse inmóviles, aferrándose a algas marinas o corales. El análisis de su genoma sugiere que la pérdida de la secuencia reguladora correspondiente condujo a esta osificación.

El análisis del ADN del caballo de mar demuestra que los cambios genéticos pueden conducir a cambios evolutivos que los distinguen de sus parientes más cercanos. Saber cómo suceden permite entender algo más de estos “organismos extraños y hermosos”, como los definen los investigadores.

agenciasinc.es 14/12/16

La vertiginosa evolución del caballito de mar