Un equipo internacional de científicos ha revelado uno de los descubrimientos genómicos más sorprendentes hasta la fecha: el análisis del ADN del pez pulmonado, un «fósil viviente» cuyo genoma es treinta veces más grande que el genoma humano.
Este estudio, liderado por Axel Meyer, biólogo evolutivo de la Universidad de Konstanz, y Manfred Schartl, bioquímico de la Universidad de Würzburg, proporciona nuevas perspectivas sobre la evolución de los vertebrados terrestres.
Hace entre 420 y 360 millones de años, en las aguas poco profundas cercanas a la orilla, un pez de aletas lobuladas hizo el primer intento de conquistar la tierra firme, utilizando sus poderosas aletas pectorales para desplazarse.
Este movimiento marcaría el origen de todos los vertebrados terrestres, incluyendo anfibios, reptiles, aves y mamíferos, entre los que se cuentan los seres humanos. Sin embargo, lo que hasta ahora permanecía desconocido era cómo este linaje de peces estaba tan bien preparado para adaptarse al nuevo ambiente terrestre.
Para profundizar en esta cuestión, el equipo de Meyer y Schartl decidió analizar los genomas de los parientes vivos más cercanos de este antiguo pez: los peces pulmonados. Estos animales, considerados verdaderos «fósiles vivientes», se dividen en tres linajes actuales ubicados en África, América del Sur y Australia. Sus genomas, con un tamaño descomunal, son mucho más grandes que la mayoría de los genomas animales conocidos, y contienen una enorme cantidad de nucleótidos.
La secuenciación del genoma del pez pulmonado sudamericano y africano ha sido un logro impresionante, dada la complejidad asociada a su gigantesco tamaño. Según Schartl, un genoma grande es exponencialmente más difícil de descifrar debido al inmenso número de piezas que deben ser correctamente ordenadas.
Uno de los hallazgos más notables de esta investigación es que el genoma del pez pulmonado sudafricano ha crecido de manera exponencial debido a la expansión de transposones, segmentos de ADN que se replican y se mueven dentro del genoma, haciendo que su tamaño aumente sin control. Con más de 90 gigabases, este es el ADN animal más grande jamás registrado, incluso más del doble del tamaño del genoma del pez pulmonado australiano, que hasta ahora ostentaba el récord.
A pesar de su enorme tamaño, el genoma del pez pulmonado muestra una estabilidad estructural sorprendente, lo cual es inusual dado que los transposones suelen causar inestabilidad genómica. Esta estabilidad ha permitido al equipo reconstruir los cromosomas del ancestro común de los peces pulmonados y los vertebrados terrestres, proporcionando nuevas pistas sobre la evolución de los vertebrados.
El estudio también ha revelado diferencias evolutivas importantes entre los linajes actuales de peces pulmonados. Mientras que el pez pulmonado australiano conserva aletas similares a extremidades, útiles para desplazarse en tierra, los linajes africanos y sudamericanos han evolucionado a aletas filamentosas.
Experimentos genéticos en ratones transgénicos han demostrado que esta simplificación de las aletas se debe a cambios en la vía de señalización Shh, un mecanismo genético crucial en la formación de extremidades.
Estos hallazgos no solo iluminan el camino evolutivo que llevó a los vertebrados a la tierra, sino que también abren la puerta a futuras investigaciones sobre nuestros propios ancestros de aletas lobuladas. Con las secuencias genómicas completas de todas las familias actuales de peces pulmonados ahora disponibles, la ciencia está más cerca de resolver el misterio de cómo los vertebrados conquistaron la tierra.
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