- El genoma animal más grande conocido decodificado
El genoma es 30 veces más grande que el del ser humano y más del doble que el del anterior récord: Un equipo internacional liderado por el biólogo evolucionista Axel Meyer de la Universidad de Konstanz y el bioquímico Manfred Schartl de la Universidad de Würzburg ha descifrado el genoma más grande conocido de un animal: el material genético del pez pulmonado de Sudamérica (Lepidosiren paradoxa). "Los datos ayudarán a comprender cómo el antepasado de los tetrápodos actuales conquistó la tierra", dice un comunicado que acompaña la publicación de los resultados del estudio en la revista "Nature".
Los peces pulmonados se consideran los parientes vivos más cercanos de aquellos animales que, hace unos 400 millones de años, se arrastraron hasta la tierra con aletas poderosas y pudieron sobrevivir allí gracias a sus pulmones. Todos los llamados tetrápodos, incluidos los humanos, otros mamíferos, anfibios, reptiles y aves, descienden de ellos. Se dice que hoy en día hay tres líneas de peces pulmonados: una en África, una en Australia y una en Sudamérica, que se encuentra, entre otros lugares, en la cuenca del Amazonas.
A partir del análisis del genoma, los investigadores esperan obtener información sobre los orígenes y el desarrollo posterior de estos animales extraños. "La evolución parece haberlos olvidado", escriben los investigadores. Estos antiguos "fósiles vivientes" aún se parecen en gran medida a sus antepasados del período devónico tardío, hace unos 400 millones de años. Al comparar las secuencias del genoma, por ejemplo, es posible demostrar la relación entre las aletas radiadas de los peces óseos y los dedos de los tetrápodos.
Genoma récord 30 veces más grande que el del ser humano
Que los genomas de los peces pulmonados son grandes ya se sabía, pero el estudio ahora muestra exactly how huge they can be: the genome of the South American lungfish consists of more than 90 billion bases, the group writes. It is thus 30 times larger than the human genome and more than twice as large as that of the previous record holder, the Australian lungfish (Neoceratodus forsteri). "18 of the 19 chromosomes of the South American lungfish are each larger than the entire human genome," Schartl is quoted as saying in a statement about the study.
This is due to so-called autonomous transposons. These DNA segments "replicate" and then change their position in the genoma. They make up more than 90 percent of the lungfish genome. The expansion rate of the South American representative is thus by far the fastest known: In the past, its genome has grown by the size of the entire human genome every ten million years.
Nevertheless, the lungfish genome is surprisingly stable. Therefore, the research team was able to reconstruct the original architecture of the chromosome set of the first tetrapod from the sequences of the still living lungfish species.
Estudios comparativos proporcionan información sobre la evolución
Además, los genomas de las diversas especies de peces pulmonados pueden compararse, lo que permite inferir si las diferencias entre los especímenes aún vivos se deben a causas genéticas. Por ejemplo, el pez pulmonado australiano aún tenía aletas parecidas a patas con las que los antepasados podrían moverse en la tierra. En contraste, en los representantes de pez pulmonado africano y sudamericano, estas aletas, que se parecían a los brazos y piernas humanos en la estructura ósea, se han reducido a aletas como hilos en los últimos 100 millones de años.
Basado en el análisis del genoma del pez pulmonado australiano, el equipo liderado por Meyer y Schartl ya había demostrado hace unos años que los mismos genes en humanos y peces pulmonados controlan el desarrollo del pulmón. El pulmón del pez pulmonado tiene un origen de desarrollo similar al de los vertebrados terrestres, incluidos los humanos. Además, dedo, úna y radio están presentes en la aleta del animal, para los que los mismos genes que en humanos son responsables. El estudio actual también involucró a científicos de Dresde, Hamburgo, Suecia, Austria y Francia.
A pesar de su gran tamaño, siendo 30 veces más grande que el genoma humano y más del doble que el anterior récord, el genoma del pez pulmonado de Sudamérica sigue siendo sorprendentemente estable. Esta estabilidad permite a los investigadores reconstruir la arquitectura original del conjunto de cromosomas del primer tetrápodo a partir de las secuencias de las especies de peces pulmonados aún vivas.
La comparación de las secuencias del genoma entre diferentes especies de peces pulmonados puede proporcionar información valiosa sobre la evolución. Por ejemplo, la reducción de las aletas parecidas a patas en los representantes de pez pulmonado africano y sudamericano en comparación con el pez pulmonado australiano, que aún posee estas aletas, puede deberse a cambios genéticos revelados a través de tales estudios comparativos.
