Adiós al “fósil viviente”: por qué el misterioso pez Celacanto es más joven de lo que se creía
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La captura del primer celacanto vivo, un poderoso depredador oceánico, frente a las costas de Sudáfrica, causó un gran revuelo en 1938, unos 65 millones de años después de su supuesta extinción. Se hizo conocido como un “fósil viviente” debido a que su anatomía lucía casi idéntica al registro fósil. Pero aunque el cuerpo del celacanto puede haber cambiado poco, su genoma cuenta otra historia.
Los científicos de Toronto revelaron ahora que el celacanto africano, Latimeria chalumnae, ganó 62 nuevos genes a través de encuentros con otras especies hace 10 millones de años. Sus hallazgos se publican en la revista Molecular Biology and Evolution.
Lo que es aún más fascinante es cómo surgieron estos genes. Sus secuencias demostraron que derivaron de transposones, también conocidos como “genes egoístas”. Se trata de elementos de ADN parásitos cuyo único propósito es hacer más copias de sí mismos, lo que a veces logran moviéndose entre especies.
Los hallazgos muestran el efecto dramático que puede tener el ADN transposón viajero en la creación de genes y permiten vislumbrar algunas de las fuerzas que dieron forma al genoma de uno de los organismos más antiguos y misteriosos.
“Nuestros hallazgos proporcionan un ejemplo bastante sorprendente de este fenómeno de los transposones que contribuyen al genoma del huésped”, expresó Tim Hughes, autor principal del estudio y profesor de genética molecular en el Centro Donnelly de Investigación Celular y Biomolecular de la Universidad de Toronto.
“No sabemos qué están haciendo estos 62 genes, pero muchos de ellos codifican proteínas de unión al ADN y probablemente tienen un papel en la regulación de los genes, donde incluso los cambios sutiles son importantes en la evolución”, aclaró Hughes.
Los transposones a veces también se denominan “genes saltarines” porque cambian de ubicación en el genoma, gracias a una enzima autocodificada que reconoce y mueve su propio código de ADN mediante el mecanismo de “cortar y pegar”. Pueden surgir nuevas copias a través de saltos fortuitos durante la división celular cuando se replica todo el genoma.
Con el tiempo, el código de la enzima se deteriora y cesa el salto. Pero si la secuencia alterada confiere incluso una ventaja selectiva sutil al huésped, puede comenzar una nueva vida como un gen huésped auténtico. Hay innumerables ejemplos de genes derivados de transposones en todas las especies, pero el celacanto se destaca por su gran escala.
“Fue sorprendente ver a los celacantos aparecer entre los vertebrados por tener una gran cantidad de estos genes derivados de transposones porque tienen una reputación inmerecida de ser un fósil viviente”, comentó el estudiante graduado Isaac Yellan, quien encabezó el estudio. “El celacanto puede haber evolucionado un poco más lentamente, pero ciertamente no es un fósil”, agregó.
Yellan hizo el descubrimiento mientras buscaba contrapartes en otras especies de un gen humano que estaba estudiando. Sabía que el gen, CGGBP1, había surgido de un tipo particular de transposón en el antepasado común de mamíferos, aves y reptiles. Recibió el nombre de la proteína que codifica, que se une a secuencias de ADN que contienen CGG, pero fue difícil de estudiar en parte porque no tiene contraparte en otras especies comúnmente investigadas, como la mosca de la fruta.
Después de escanear todos los genomas disponibles, Yellan pudo encontrar genes relacionados, pero su distribución entre especies era irregular y no era lo que cabría esperar de un ancestro común. Además del gen único similar al CGGBP en todos los mamíferos, aves y reptiles, Yellan encontró copias en algunos, pero no en todos, los peces que observó, así como en la lamprea, un vertebrado primitivo y un tipo de hongo. Los gusanos, los moluscos y la mayoría de los insectos no tenían ninguno. Y luego hubo 62 en el Celacanto, cuyo genoma estuvo disponible en 2013.
Una vez descartada la ascendencia común, parece en cambio que los transposones llegaron a varios linajes en diferentes momentos al ser transportados entre especies a través de lo que se conoce como transferencia horizontal de genes.
“La transferencia horizontal de genes difumina la imagen de dónde provienen los transposones, pero sabemos por otras especies que puede ocurrir a través del parasitismo”, aseguró Yellan. “La explicación más probable es que se introdujeron varias veces a lo largo de la historia evolutiva”, continuó.
No está claro qué están haciendo los genes, pero varias líneas de evidencia apuntan a un papel bien afinado en la regulación genética. El modelado computacional y los experimentos de probeta establecieron que los productos de los genes son proteínas que unen firmas de secuencias únicas en el ADN, lo que sugiere un papel en la expresión de genes, similar a la contraparte humana. Además, los genes se activan de forma variable en una docena de órganos de celacanto para los que existen datos, lo que demuestran funciones finamente ajustadas que son específicas de tejido.
El origen de los genes y lo que están haciendo en el celacanto pueden seguir siendo un misterio. Los especímenes de investigación solo son extraídos ocasionalmente por barcos de pesca y fue necesario hasta 1998 para descubrir la otra especie viva conocida, Latimeria menadoensis, en un mercado de pescado de Indonesia.
La especie se dividió antes de que aparecieran los nuevos genes, descartándolos de impulsar la especiación. Aún así, podrían haber dado forma al celacanto africano que conocemos hoy, cuya majestuosa armadura de escamas azul real arroja sombra sobre su pariente de color marrón, dijo Yellan y señaló que esto es pura especulación.
