Nunca imaginé que la forma en que vemos el mundo podría ser relevante en la evolución.
La evolución permite que los animales desarrollen adaptaciones espléndidas para sobrevivir y florecer en sus nichos medioambientales. Sin embargo, el rastrear cómo los diferentes tipos de ojos de pez evolucionan no es algo fácil y ha intrigado a la ciencia por años. Las nuevas investigaciones están finalmente aclarando algunos de los misterios de esta característica evolutiva y nos están ayudando a comprender cómo nacen las nuevas especies.
La diversidad de la vida en la Tierra es el resultado de una serie de procesos evolutivos llevados a cabo durante millones de años. Pequeños cambios en la composición genética de un organismo, como aquellos que a veces ocurren en la reproducción sexual, pueden otorgar una ventaja por sobre los competidores que conformarán la próxima generación. Y por el contrario, aquellos cambios que resultan ser una desventaja, son descartados de la población.
Si bien esto normalmente se conoce como una pequeña mutación, la duplicación del genoma completo o la duplicación de genes simples también puede ocurrir, y por lo general son responsables de mayores cambios. A las duplicaciones de genoma completo se les atribuye el haber sentado las bases genéticas sobre las cuales grupos de animales, como vertebrados y pescados, han prosperado, mientras que las duplicaciones de genes simples se sabe que facilitan la creación de nuevas especies.
Nuevos colores, nuevas perspectivas
Los genes de opsina (o visuales) son un componente central de la visión de los animales y proporcionan ejemplos fantásticos sobre cómo los cambios a nivel molecular, pueden afectar la manera en que los animales perciben el ambiente. Esto se debe a que los cambios a nivel molecular en los genes de opsina pueden resultar ser cambios mesurables en los colores que los animales pueden percibir. Estos cambios son importantes de estudiar porque pueden ayudar a explicar cómo se crea la diversidad entre las especies.
En comparación con los tetrápodos, es decir, mamíferos, anfibios, aves y reptiles, que poseen una cantidad relativamente estable de opsina, la duplicación de genes ha ayudado a una gran variedad de genes de opsina a evolucionar para convertirse en peces óseos. En estos peces, la mayoría de la duplicación de genes de opsina se reconoce que ocurre en los genes de longitud de onda larga (rojos) y longitud de onda mediana (verde), solo con un gen previamente observado de longitud de onda corta (azul) en los peces espinosos a rayas. Pero al compararlas con otros genes de la familia, la aparente falta de duplicaciones en la opsina azul sugiere que su historia debe ser más compleja de lo que se cree.
Teniendo esto en mente, Fabio Cortesi, Zuzana Musilová y sus colegas decidieron reevaluar la historia evolutiva de la opsina azul (SWS2) en peces óseos en un nuevo estudio publicado en los Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Utilizando lo último en técnicas secuenciación de genes y búsqueda de datos, exploraron el genoma de cerca de 100 especies de peces para examinar la diversidad de la opsina azul. Encontraron una mayor duplicación de genes de hace unos 190 a 170 millones de años en una especie de peces llamados neoteleosteos. También encontraron otros dos tipos de duplicación de genes: uno en los peces lagartija (Aulopiformes) y otro que coincidió con la aparición de los primeros peces percomorpha (cerca de hace 130 millones de años), que incluye a los Pseudochromis.
A través de los ojos de un pseudochromis
Para tener una noción de si esta duplicación de genes poseía una función, llevaron a cabo un estudio en profundidad del pseudochromis dorado. Eligieron esta especie porque encontraron que poseía tres duplicaciones de la opsina azul. Utilizando técnicas que permitieron la evaluación del espectro de sensibilidad de la retina de un animal, descubrieron que la retina del pseudochromis dorado tenía células cono que poseían dos picos de sensibilidad, los que encajaban dentro del rango previsto de la duplicación de opsina azul. Esto demostró que la duplicación efectivamente confiere una función para detectar la luz azul en su entorno, lo que, se presume, les ayuda a sobrevivir mejor.
Pero los pseudochromis dorados más jóvenes viven en la columna de agua, mientras que los adultos viven en el arrecife. ¿Quizás esta duplicación de genes se expresa de forma diferente en jóvenes y adultos? Se demostró que esta expresión sí difiere en las distintas etapas de la vida, lo que sugiere que los peces jóvenes y adultos poseen sistemas visuales ligeramente diferentes el uno del otro.
Los cambios en los genes tienen mucho que decirnos acerca de la evolución, pero no siempre es posible entender la historia. Sin embargo, lo que Cortesi, Musilová y sus colegas han demostrado es que, con experimentos bien planeados, podemos conseguir lo suficiente como para adentrarnos en un proceso complejo. Ahora podemos decir que al facilitar el desarrollo de nuevas sensibilidades visuales, las duplicaciones de genes pueden permitir que las especies prosperen en diferentes ambientes de luz que en última instancia podría resultar en la evolución de nuevas especies.
Visto en: IFL Science , The Conversation
