2005-03-26

    Un espinoso paralelismo

    Con ustedes, el espinoso ('Three-spine stickleback', Gasterosteus aculeatus):

    Este pececillo de apenas unos pocos centímetros de longitud vive tanto en mar abierto como en ríos y lagos de agua dulce. Estos bichejos son muy comunes y, por lo que se ve, fáciles de mantener en el lab (casi cualquier pez de menos de 10 cm en realidad lo es), así que hay gente que los propone como animales modelo, sobre todo para estudios de evo-devo (en el Mar del Norte hay una población marina y de agua dulce en Escocia, Noruega y Holanda; sí, en mi lab también nos interesa este pececillo, sobre todo por un curioso retardo temporal en el desarrollo de ciertos elementos, pero eso es otra historia).

    ¿Qué tienen de especial? Pues algo muy curioso. Las poblaciones marinas, como la japonesa (JAMA en la figura) tienen una "armadura" ósea en la parte posterior de su cuerpo. Las poblaciones de agua dulce, como la del lago Paxton (PAXB en la figura), en cambio, carecen de esta protección. La diferencia entre ambos morfotipos está muy clara.

    (Tinción de rojo alizarin, que marca los elementos óseos; la barra mide 1 cm, así que los peces de la foto están a tamaño real.)

    ¿No os llama nada la atención? Las poblaciones de agua dulce están aisladas reproductivamente entre sí, así que, ¿cómo es posible que todas ellas presenten el mismo fenotipo? Dos explicaciones pueden ser posibles: que la diferencia sea debida a un factor ambiental que influye en el desarrollo embrionario (los eco-devo's estarían encantados) o que se haya producido una masiva evolución paralela.

    Sabemos que el motivo es el segundo, entre otras cosas porque el fenotipo se mantiene aunque se cambie de ambiente, pero ahora también sabemos qué gen es el responsable de este paralelismo. Pamela Colosimo y colaboradores describen en un artículo en Science la identificación del alelo responsable de las diferencias. Sí, efectivamente, todas las poblaciones con el morfotipo reducido tienen fijada la misma variante del gen de la ectodisplasina (eda) mientras que las poblaciones marinas de las que se originaron presentan otra variante distinta (Eda). Y no se restringen a la simple localización del gen, no, sino que hacen estudios funcionales que demuestran que efectivamente el gen encontrado es condición necesaria y suficiente para el cambio fenotípico.

    Esta figura es especialmente esclarecedora. En el mapa del hemisferio norte están marcadas las ubicaciones de las muestras utilizadas para los estudios filogenéticos, en azul las de morfotipo reducido (poblaciones de agua dulce) y en rojo las de morfotipo completo (poblaciones marinas). En C tenéis el árbol filogenético obtenido al comparar 193 SNP's (polimorfismos de sólo un nucleótido) encontrados en 25 loci elegidos al azar. En B tenéis el árbolo filogenético obtenido al comparar las secuencias respectivas para el locus Eda; la correlación es del 100%.

    ¿Qué podemos deducir de esto? En primer lugar, que el alelo eda tiene que estar presente en muy baja frecuencia en las poblaciones marinas ya que todas las poblaciones dulceacuícolas poseen el mismo alelo; tanta similitud de secuencia es imposible de explicar por mutaciones independientes. Eso, y que efectivamente algo tienen que tener en común los ambientes de agua dulce, pero no se trata de un inductor epigenético, sino de una presión selectiva que favorece la fijación del alelo responsable del fenotipo reducido.

    ¿Qué os parece? Genética de poblaciones Y genética del desarrollo, todo junto gracias a técnicas de genómica. Va a ser que este pez sí que lo tiene todo, oiga.


    1. P. F. Colosimo et al. (2005), Widespread Parallel Evolution in Sticklebacks by Repeated Fixation of Ectodysplasin Alleles Science 307:1928-1933
    2. G. Gibson (2005), The Synthesis and Evolution of a Supermodel Science 307:1890-1891

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Comentarios

1
De: BioMaxi Fecha: 2005-03-26 02:19

Comprobado, PZ Meyers no ha hablado del tema (aún) en Pharyngula. Me apunto una. Ana, gracias por "meterme presión" ;-)



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