Descubren qué genes permiten la adaptación a las fluctuaciones ambientales en invertebrados acuáticos

Un equipo de investigación del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva (ICBiBE) y de la Universidad de Hull (Reino Unido) ha revelado qué genes de los rotíferos (un grupo de invertebrados acuáticos microscópicos) permiten la adaptación de estos a las fluctuaciones del ambiente en el que viven. En el trabajo publicado en la revista Scientific Reports (de Nature Research) se detectan 164 genes potencialmente responsables de esta adaptación, entre más de 4.500 estudiados.

El laboratorio de Ecología Evolutiva del ICBiBE, instituto de la Universitat de València (UV), ya había demostrado la adaptación de los rotíferos a las variaciones ambientales (inundaciones o períodos de sequía de las lagunas) mediante estrategias de minimización de riesgos (bet hedging, en inglés). Estas consisten en adelantar temporalmente el período de reproducción sexual y asegurarse de producir huevos latentes de resistencia, aun a costa de sacrificar temporalmente la capacidad reproductiva en los ambientes impredecibles.

“En este estudio se detecta qué genes cambian conjuntamente con las pautas de producción de formas latentes resistentes (en este caso, huevos de resistencia) para afrontar el nivel de impredecibilidad ambiental. Se demuestra, así, la capacidad de diferenciación genética adaptativa entre poblaciones muy cercanas entre sí, concretamente en el conjunto de lagunas de La Mancha donde se ha realizado el estudio”, destaca el doctor Lluís Franch-Gras, primer autor del artículo.

Para ello, en la investigación –que forma parte de la tesis doctoral de Lluís Franch-Gras– se ha secuenciado por primera vez el genoma del Brachionus plicatilis, un rotífero extensamente utilizado en estudios de evolución y de ecología, así como en acuicultura para la alimentación de larvas de peces y crustáceos. Tras ello, se ha analizado la divergencia genética entre poblaciones. “Nuestro trabajo muestra la importancia de las colaboraciones internacionales; la contribución de la doctora África Gómez y su equipo (University of Hull, U.K.) ha sido crucial” señala la profesora María José Carmona, codirectora de la tesis.

Se trata del primer estudio hecho con estos invertebrados a nivel genómico que considera múltiples genotipos de varias poblaciones. Solo así se ha podido determinar la base genética de la adaptación a la impredecibilidad ambiental, con la identificación de 164 genes candidatos a estar bajo selección.

Según el profesor Manuel Serra, codirector de la tesis, “el desarrollo de la genómica abre el camino para extender el marco general de la teoría evolutiva, que implica, por un lado, probar de forma inequívoca que la ecología determina, mediante la adaptación al medio, los rasgos de los organismos, y por otro identificar qué genes son responsables de esos rasgos”.

Además, añade María José Carmona: “La teoría predice que el cambio global aumentará la impredecibilidad de las fluctuaciones ambientales, y se espera que los organismos que estén mejor adaptados a dichas fluctuaciones sean los mejor preparados frente a este reto”. “El trabajo recién publicado se concentra en el análisis de genomas completos y detecta por primera vez genes asociados a la adaptación a la impredecibilidad ambiental”, añade el profesor Eduardo García-Roger, miembro del equipo de investigación.

Este trabajo fortalece los nexos entre ecología y evolución biológica. Desde una perspectiva aplicada, los invertebrados estudiados en el trabajo son cruciales en el mantenimiento de las cadenas tróficas. De su éxito adaptativo dependen otros muchos seres vivos que forman parte de estas cadenas, como son las aves acuáticas.

La investigación desarrollada y publicada en el artículo de Scientific Reports forma parte del proyecto de investigación CGL2012-30779, financiado por del Ministerio de Economía y Competitividad y cofinanciado por la Unión Europea con fondos FEDER.

Referencia bibliográfica

Franch-Gras, L., Hahn, C., García-Roger, E. M., Carmona, M. J., Serra, M. y Gómez, A. (2018). Genomic signatures of local adaptation to the degree of environmental predictability in rotifers. Scientific reports, 8(1), 16051.

Fuente: UV







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