La mayoría de los animales no pueden transmitir mutaciones que surgen espontáneamente a lo largo de sus vidas, pero los corales cuerno de alce sí pueden.
Por Natalia Mesa
Coral cuerno de alce (Acropora palmata) en Curaçao
Los corales nativos de las aguas del Caribe pueden haber roto un principio básico de la biología. Cuando ocurre una mutación en las células del cuerpo de casi cualquier animal en la Tierra, no se transmite a la descendencia a través de las células reproductivas. Pero estos corales transmiten tales mutaciones, según un nuevo estudio publicado en Science Advances ayer (31 de agosto).
El hallazgo apunta a una nueva fuente de variación genética en el coral que puede acelerar la velocidad a la que estos organismos evolucionan y se adaptan.
“Es el primer informe de mutaciones somáticas que se transmiten [a través de células reproductivas] en un animal, por lo que puedo decir”, dice Daniel Schoen, biólogo evolutivo de la Universidad McGill que no participó en el estudio. “No estoy seguro de que hagan esa afirmación, pero no lo había visto antes en la literatura”.
El coral cuerno de alce (Acropora palmata), que se encuentra en los arrecifes de toda la costa del Caribe, crece en ramas largas, similares a fractales, que se asemejan a su homónimo, los cuernos de alce. Los corales con la misma composición genética pueden existir en colonias masivas de una milla de largo, lo que indica que han existido durante siglos. La coautora del estudio, Iliana Baums, bióloga marina de la Universidad Estatal de Pensilvania, ha estado estudiando los corales durante años, tratando de entender por qué y cómo viven tanto tiempo. A medida que los corales envejecen, acumulan una serie de mutaciones somáticas, es decir, mutaciones en sus cuerpos en lugar de en sus células germinales, con las que deben vivir.
Baums también está interesada en la diversidad genética de los corales, por lo que estudia cómo se reproducen. El coral cuerno de alce se reproduce tanto sexual como asexualmente. Durante la reproducción asexual, una parte del coral progenitor brota y se adhiere al lecho marino cercano. La reproducción sexual es un evento más grande: cada agosto, poco después de la luna llena, todos los corales en un arrecife se sincronizan para liberar sus células reproductivas a la vez, que luego pueden fusionarse en el agua. Los huevos generalmente requieren la fertilización por esperma de diferentes colonias, luego se convierten en larvas y nadan hasta cientos de millas de distancia para establecer una nueva colonia. “Es una experiencia absolutamente impresionante”, dice Baums. “Parece que nieva, pero al revés, desde abajo”.
Coral cuerno de alce durante un evento de desove
Fue mientras Baums investigaba un evento de fertilización de este tipo en un sitio de estudio en Curazao que accidentalmente descubrió que el coral cuerno de alce podía transmitir mutaciones somáticas. Ella estaba buscando cuál de los corales circundantes había fertilizado huevos en el sitio y, para su sorpresa, descubrió que los corales se habían autofertilizado.
Durante el proceso de comparar los genomas de los corales progenitores con la descendencia que surgió a través de la autofecundación y los clones cercanos que surgieron a través de la gemación, ella y su equipo se dieron cuenta de que “este clon realmente antiguo había acumulado una serie de mutaciones somáticas, y esas las mutaciones terminaron en esos [descendientes]”, dice ella. Dado que los corales se habían reproducido asexualmente o se habían autofecundado, lo que limitaba el número de posibilidades genéticas que podían ocurrir en la descendencia, podía buscar mutaciones somáticas con relativa facilidad. Encontró 268 mutaciones somáticas en el clon original, y cada clon cercano que surgió del padre compartió entre 2 y 149 de estas mutaciones. Alrededor del 50 por ciento de las mutaciones encontradas en el clon original también aparecieron en la descendencia que se produjo a través de la autofertilización. “Es realmente inusual para un animal”, dice Baums.
Resultó que no se requería la autofertilización para transmitir las mutaciones somáticas: después de que los óvulos no fertilizados del clon en Curazao se unieron con el esperma de un coral en Florida, produjeron descendencia que también compartió mutaciones somáticas con el padre de Curazao.
Anteriormente, se pensaba que para que las mutaciones se transmitieran a la descendencia en los animales, debían estar presentes en las células reproductivas o de la línea germinal. Se cree que las mutaciones que se desarrollan a lo largo de la vida permanecen solo en las células de nuestro cuerpo. Baums dice que los investigadores no están seguros de cómo las células germinales adquieren estas mutaciones, pero plantean la hipótesis de que las células somáticas pueden haberse desdiferenciado en células madre y luego rediferenciarse en células germinales.
“Esta es una observación que hicimos que es realmente impresionante. Es simplemente inesperado”, dice Baums. Ella dice que las mutaciones somáticas podrían ser una fuente de diversidad genética previamente no reconocida para corales, lo que podría influir en cómo se adaptan en respuesta a factores estresantes como el calentamiento y la acidificación de los océanos. “Realmente queremos entender qué impacto evolutivo podrían tener las mutaciones somáticas. ¿Son realmente una fuente de novedad y una adaptación para estos corales que podría ser significativa, dados los enormes factores de estrés a los que están expuestos estos corales en este momento?
Pero Michael Lynch, un genetista de la Universidad Estatal de Arizona que no participó en el trabajo, dice que las conclusiones que sugieren los autores son “un poco exageradas”. Él dice que es “un poco escéptico de que. . . lo que [los autores] están viendo aquí podría tener implicaciones para nuestra comprensión de las tasas evolutivas”.
Agrega, “no está claro que la tasa de mutación difiera entre la línea somática y la línea germinal. . . y si no es así, no se gana ni se pierde nada” en términos de cuánta variación proporcionan los padres a la descendencia.
Gran parte del proceso por el cual los corales transfieren mutaciones somáticas a las células reproductivas sigue siendo un misterio, pero Baums dice que su equipo tiene la intención de averiguarlo.
Nothing in Biology makes sense except in the light of evolution”- T. Dobzhansky.
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Fuente:
https://www.the-scientist.com/news-opinion/corals-upend-longstanding-idea-about-genetic-inheritance-70450?utm_campaign=TS_DAILY_NEWSLETTER_2022&utm_medium=email&_hsmi=224821301&_hsenc=p2ANqtz–8LSrjfYv8BgKjQ1hZ8STxVGaFRGOrFu9mPlKUEHCWF1EkHtOOuJyA_K8YxhS9ZuWiVB_RF9UsDbLgf7CJ7AZcph8V4xhix6oyFait3-cSMwx5VY8&utm_content=224821301&utm_source=hs_email
