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Biologia

El genoma del celacanto concuerda con su evolución lenta

Los celacantos fueron primero descubiertos en el registro fósil y se consideraron un antiguo y extinto tipo de pez. Sorprendentemente, en 1938 se encontró en Sudáfrica un espécimen vivo, de estructura muy similar a la de sus parientes de hace más de doscientos millones de años. Por eso se le aplica siempre la expresión darwiniana "fósil viviente" (que no gusta a muchos divulgadores). Se conocen dos especies actuales de celacantos: el indonesio (Latimeria menadoensis) y el africano (Latimeria chalumnae). Este último está en grave peligro de extinción. Su genoma ha sido secuenciado y analizado por un gran equipo de científicos. Sus conclusiones se publican en Nature.

Celacanto

En el mismo número se ha publicado también el genoma del pez cebra (Danio rerio), un pez "típico" de aletas radiadas, bastante alejado filogenéticamente de nosotros. El celacanto, en cambio, es un pez de aletas lobuladas o carnosas, el tipo de aleta que se transformó en las patas de los primeros anfibios. El genoma del celacanto permite, mediante su comparación con otros genomas y secuencias parciales, averiguar unas cuantas cosas sobre la evolución de los tetrápodos (nosotros, los vertebrados terrestres) y los cambios que sufrieron nuestros antepasados durante su adaptación al medio seco. La "conquista" (siempre se dice así) de la tierra firme. Destaco algunos resultados del trabajo que me han parecido interesantes entre muchos otros:

  • Los celacantos no son los peces actuales más cercanos a los tetrápodos, sino que son los segundos más emparentados después de los dipnoos (peces pulmonados). 

  • Las proteínas han evolucionado más lentamente en el linaje del celacanto que en otros linajes de vertebrados. Han cambiado aproximadamente el doble de despacio que las de los tetrápodos desde que ambos linajes divergieron. Esto concuerda bien con la escasez de cambio morfológico en los celacantos durante su larguísima historia. (De todos modos, si las proteínas hubieran cambiado a una velocidad más normal, eso también habría sido compatible con una escasa evolución morfológica: los cambios que se van acumulando pueden ser de escaso o nulo efecto en la forma del cuerpo).

  • Los autores señalan que realmente desconocen a qué se debe la evolución tan lenta del celacanto, pero proponen como explicación un ambiente estático y la ausencia de depredación casi permanentes. Estos peces no habrían necesitado adaptarse mucho más.

  • El genoma del celacanto presenta una cantidad y diversidad de transposones (secuencias "saltarinas") que no tienen nada que envidiar a las de otros vertebrados. Los transposones se han propuesto como causa de cambios evolutivos rápidos y de cierta magnitud. No parece ser así, al menos en el caso de este pez tan "conservador".

  • Los reordenamientos cromosómicos a gran escala también se proponen como causa de cambios evolutivos importantes; estos reordenamientos parecen haberse producido en poca cantidad a lo largo del linaje del celacanto.

  • Los genes homeobox también son considerados por algunos biólogos como "panaceas evolutivas", la fuente de las modificaciones en el "plan corporal" de los animales. Sin embargo, se detectan solo muy ligeras diferencias en estos genes entre el celacanto, los peces de aletas radiadas y los tetrápodos. Los genes Hox (y lo siento por sus fans) no parecen haber contribuido demasiado a la gran transformación de pez a vertebrado terrestre.

  • Gracias al genoma del celacanto y al del pez cebra pueden detectarse grandes cantidades de secuencias reguladoras no codificantes que evolucionaron solo en los tetrápodos. Y también bastantes genes de "pez" (de momento, unos 50) que hemos perdido en nuestra rama.




Chris T. Amemiya et al., 2013. The African coelacanth genome provides insights into tetrapod evolution. Nature 496,311–316 (18 April 2013) doi:10.1038/nature12027 (libre acceso)

Imagen obtenida de www.arthursclipart.org

2013-04-19 | Haz un comentario (hay 39)


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Comentarios

1
De: Gargotaire Fecha: 2013-04-19 01:00

¿Pero el ADN basura preexistente también ha cambiado poco, o ya no?



2
De: El PaleoFreak Fecha: 2013-04-19 01:08

Ni idea. Me parece que no lo han mirado.



3
De: el BIONICLE Fecha: 2013-04-19 01:51

ola ke ase, comentando o ke ase

[img=https://fbcdn-sphotos-e-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash3/521844_366748556767732_1644261399_n.jpg]



4
De: Gargotaire Fecha: 2013-04-19 02:21

Pues muy mal. El meollo está ahí (¿no?)



5
De: El PaleoFreak Fecha: 2013-04-19 08:21

¿Por qué el meollo está en el ADN basura?



6
De: Gargotaire Fecha: 2013-04-19 10:12

Porque es lo que permitiría medir (así a ojímetro) qué peso tienen los factores moleculares y los de selección en su evolución lenta.

Los relojes moleculares funcionan decentemente bien en los mamíferos, pero no en comparación con los roedores. Tiempo atrás, su sistema de reparación genética sufrió una mutación que lo hizo ineficiente. Por eso su ADN basura muta más de prisa (y el otro también, pero es compensado en buena parte por la selección), siendo animales proclives al cáncer y que por lo tanto han tenido que adaptarse, en la mayoría de casos a una vida corta y a una reproducción r hardcore.

Me llamaba la atención si podía existir la posibilidad que el celacanto haya estado viviendo en un medio que induzca pocas mutaciones o si puede que tenga un sistema de reparación más eficiente que la mayoría de animales.



7
De: El PaleoFreak Fecha: 2013-04-19 16:39

Interesante. Leeré el paper más despacio a ver si dice algo de la evolución molecular neutra del celacanto. Pero ¿estás seguro de eso de los roedores? ¿Tienes alguna referencia?



8
De: Baryonyx Fecha: 2013-04-19 22:14

Un celacanto de entonces y uno de ahora, ¿serían filogenéticos?



9
De: Leo Fecha: 2013-04-20 16:37

A mi cosas como "ambiente estacico" cuando se refieren al mar siempre me chirria. Na, solo tuvo que pasar por un periodo de anoxia que extinguio el 90 % de las especies de los oceanos... Algo trivial.



10
De: Leo Fecha: 2013-04-20 16:37

queria poner estatico, no estacico



11
De: El PaleoFreak Fecha: 2013-04-20 18:27

Gargotaire, interpreto que los autores dicen que los genes codificantes evolucionan lento pero no otras secuencias del genoma, aunque solo exponen el tema de los transposones.

Baryonyx, no entiendo...



12
De: Baryonyx Fecha: 2013-04-20 19:04

Seguramente no he utilizado el término correcto. Lo que quiero decir es si podrían tener descendencia.



13
De: El PaleoFreak Fecha: 2013-04-20 23:29

No creo, pero quién sabe...



14
De: mebaraptor Fecha: 2013-04-22 12:59

Lo de las ratas me parece algo complicado, hace mucho vi un documental que afirmaba que la longevidad de las ratas y de por ejemplo un elefante era exactamente la misma si contamos o hacemos un promedio de la cantidad de latidos que tiene cada especie a lo largo de su vida, es decir, si un ratón tuviera el tamaño de un elefante sus latidos serían al mismo ritmo y viviría mas o menos el mismo tiempo que un elefante. creo :)



15
De: D.E.L Fecha: 2013-04-22 21:30

Digo lo mismo que Leo, cito a wikipedia:
"Son peces depredadores. Durante el día habitan en cuevas situadas en zonas profundas (de 150 a 300 m), subiendo por las noches a la superficie, donde se alimentan de peces de arrecife."
No me parece eso un medio ambiente demasiado estable, además la distribución geográfica de la especie... sin duda las cuevas dónde vive no han estado abiertas cientos de millones de años, cualquiera puede buscar bibliografía sobre la evolución (a veces traumática) que han experimentado las zonas dónde habita, como Indonesia.



16
De: S.Belizón Fecha: 2013-04-23 14:17

D.E.L ¿puedes poner un ejemplo de lo que es para ti un ambiente estable y otro inestable?



17
De: D.E.L Fecha: 2013-04-23 18:08

Un ambiente estable??
Una cueva a gran profundidad, una chimenea hidrotermal en una dorsal, la llanura abisal, una fosa oceánica...etc
Un medio inestable.... bueno TODOS son inestables en cierta medida, pero por decir lo primero que se me viene a la cabeza es un glaciar de montaña que va y viene cada pocos miles de años´.
Aunque vale, si lo que cuenta son parámetros como la productividad, la tasa de renovación, la biomasa total...etc ahí si que no tengo ni idea xDD



18
De: El PaleoFreak Fecha: 2013-04-23 20:00

Hombre, no hace falta que los celacantos vivan en las mismas cuevas durante cientos de millones de años. Pueden ir cambiando de cuevas ;o)



19
De: Leo Fecha: 2013-04-23 21:04

bueno, asi a bote pronto, el africano vive en una zona donde hay afloramientos estacionales. Y evolutivamente (escala macroevolutiva) sufrio los periodos de anoxia como los demas. El indonesio no esta precisamente en una zona "estable"; cualquier cambio en el sistema de corrientes (el cierre de Panama, glaciaciones, etc) incide de manera bastante fuerte en esa zona (la de mayor flujo de agua indico/pacifico).

No se, no lo veo mas estable que una zona terrestre en una zona parecida.

Me parece un poco que eso pasa cuando geneticos hacen comentarios en ecologia / oceanografia...

Lo contrario pasa cuando ecologos hacen comentarios de genetica, pero ahi los geneticos responden rapido.



20
De: S.Belizón Fecha: 2013-04-24 09:45

Quería llegar a lo que apunta paleofreak, parece que pensáis que los organismos no se mueven de donde están no!



21
De: Leo Fecha: 2013-04-24 16:39

Si se mueven... Pero no en un ambiente estable precisamente!!

y ya me j... que sacaran ese nature si yo fuera uno de los autores de este paper
http://mbe.oxfordjournals.org/content/early/2013/04/14/molbev.mst072.abstract.html?papetoc
1290 Nuclear Genes from a Genome-wide Survey Support Lungfishes as the Sister Group of Tetrapods



22
De: Leo Fecha: 2013-04-24 16:46

joder Belizon, fui a tu pagina web, y lo del carbonero liquidando a un gorrion (y comiendo cerebritos de murcielago) es alucinante.

Y yo poniendoles comederos con semillas a la puerta de casa!! Voy a ponerles un chuleton la proxima vez



23
De: gualtrapatherion Fecha: 2013-04-25 12:21

Lo de la correlación entre frecuencia cardiaca, percepción del transcurso del tiempo y longevidad lo leí hace mucho tiempo en un ensayo de Stephen Jay Gould, y resultaba muy convincente, hay un problema, sin embargo: los murciélagos, especies de metabolismo y frecuencia cardiaca rápidas donde las haya, y que sin embargo viven la tira de años, 30 años en Plecotus sp., por ejemplo, compárese con lo que vive un lobo o un ciervo, que no suelen pasar de 12 años en libertad (con mucha suerte).
Y lo del reloj molecular hace tiempo que me chirría mucho, sobre todo con las aves, si en los roedores no es fiable debido a mutaciones que alteran los mecanismos reparadores del ADN, podría haber muchas otras modificaciones en otros organismos que contribuyeran a hacer del relojico de marras la carabina de Ambrosio.



24
De: Anónimo Fecha: 2013-04-25 12:48

Soy un celacanto
de las profundidades.
Soy, cual Odiseo,
hábil para sobrevivir
a los cambios de las edades.
Horus envidia mi ojo
que atraviesa los mares
pues con él todo lo veo,
y Proteo, mis habilidades.

¡Faraones, miradme,
pirámides, alzaos,
encumbraos, montañas,
astros, soles, enviad señales,
humanos, registrad la historia, acumulad pliegos!
Os he visto nacer,
cambié a Adán y al saurio los pañales,
y ahora, así caigan palacios o cabañas
os dejo hacer,
indiferente a deprecaciones y ruegos.

Decís que la cucaracha
heredará la Tierra.
¡Ilusos! Cuando de mí surja
el neo-tetrápodo que colonice el orbe, sabedlo,
y entable feroz batalla
contra el artrópodo infame,
lo vencerá, le ordenará: "El mundo dame",
se lo comerá, ganará la guerra
y el mundo regirá con equidad sin tacha.

Pero no lo sabéis
pues un dios ha decretado
que seáis efímeros, ciegos.



25
De: gualtrapatherion Fecha: 2013-04-25 14:55

Tremenda oda, Anónimo, a eso le pones la música del primer himno délfico a Apolo de Limenios y quedaría impresionante.



26
De: mebaraptor Fecha: 2013-04-26 02:03

manita arriba si les gustó este video!!! ups! pufff jaja me equivoqué, pensé que estaba en YouTube! :P



27
De: orab Fecha: 2013-04-26 13:25

DEL

Las chimeneas hidrotermales son de todo menos estables, uno de los muchos motivos por los que no se consideran zonas de posible aparición de la vida primigenia.

En cuanto al celacanto, ¿quién dice que desde siempre esa especie haya tenido ese estilo de vida?, los hábitos de una población pueden variar sin problemas en el tiempo, un poco más de ecología no nos vendría mal.



28
De: Anónimo Fecha: 2013-04-26 14:44

un cambio en el estilo de vida suele ir parejo con una adaptacion a ese nuevo estilo. ¿o me equivoco?



29
De: Anónimo Fecha: 2013-04-26 16:24

Para un profano como yo, la hipótesis de un medio estásico no es muy de recibo, ya que en ese caso estásicas habrían de ser también, en primer lugar, sus presas, elemento capital de su medio; al igual que las presas de éstas, y las de ellas y así sucesivamente. Con lo que deberíamos tener toda una panoplia de zombiespecies marinas que exhibir en los museos, ¿no? Y no tenemos.
En realidad, visto así lo raro sería que alguna especie haya evolucionado, y ni museos deberíamos de tener... Pero bueno, ya me callo.



30
De: Argentum Fecha: 2013-05-02 11:40

Con respecto del punto cuatro sobre los genes Hox se sabía antes de este estudio que al parecer los peces tenían la potencialidad de desarrollar extremidades de cuadrúpedo: http://www.scientificamerican.com/gallery_directory.cfm?photo_id=19DD74F4-0770-B782-58DC896FF9FB0ABD



31
De: El PaleoFreak Fecha: 2013-05-04 19:14

Ja, ja, muy bueno.



32
De: orab Fecha: 2013-05-06 14:12

"un cambio en el estilo de vida suele ir parejo con una adaptacion a ese nuevo estilo. ¿o me equivoco?"

Depende de los brusco de ese cambio, por ejemplo el Macaca fuscata tiene distintos estilos de vida muy marcados (hay una población famosa por su afición a vivir alao de aguas hidrotermales) y no por ello hay diferencias entre ellos.



33
De: Jorge Alvarado Fecha: 2013-05-07 21:36

me encanta que jarritos realce nuestras tradiciones y además nos premien en mezclando tradiciones



34
De: Falkiño Fecha: 2013-05-11 19:09

Buenas tardes PaleoFreak. No sé si me recuerdas, era habitual en tu blog hace pocos años. Me he tomado la libertad de copiar ésta entrada en el foro de ElOtroLado en un tema sobre un paquicefalosaurio que estamos usando para comentar algo de paleontología. Como es lógico he dicho que es una entrada tuya sin atribuirme la creación de este fantástico resumen.


Un abrazo



35
De: El PaleoFreak Fecha: 2013-05-12 22:12

No problem, gracias :o)



36
De: Francesc Fecha: 2013-05-27 12:25

PZ discute lo de la "evolución lenta" del celacanto aquí:
http://scienceblogs.com/pharyngula/2013/04/20/coelacanths-are-unexceptional-products-of-evolution/



37
De: rodrigo Fecha: 2013-10-13 20:54

me pidieron la distribucion geográfica de los celecantos



38
De: Erinaceina Fecha: 2013-11-28 16:25

Buenas tardes!
Como no tengo estudios, a veces me pierdo un poco; tengo que salir y buscar informacion. Hoy me he quedado de piedra al buscar "gen homeobox" en la wikipedia. Segun el autor se dividen en dos tipos (sin especificar la diferencia): acomplejados o no-acomplejados. Supongo que querria decir complejos. Quiero creerlo, vaya, por que no me imagino a algunos genes de cara a la pared celular con una bolsa del Mc Donadls en la cabeza.



39
De: Anónimo Fecha: 2013-11-28 19:42

Hola. Como introducción para los genes HOX:
http://www.encuentros.uma.es/encuentros115/homeobox.htm
Como se ve ahí, los peces de aleta radiada tuvieron posteriores duplicaciones del complejo HOX. Eso no lo menciona el artículo de Nature.
Por mi parte, solo añadir algo no dicho todavía. Los genes HOX forman parte de las secuencias ultraconservadas en evolución. Por ej. la secuencia "ojo", difiere en tres bases entre mosca y humano. Por eso cuando tomas la de ratón, que forma un ojo simple, en ratón y la expresas en mosca, se forman ojos compuestos de mosca. El impacto evolutivo no se basa en la variación de la secuencia, sino en el patrón de duplicaciones, que se correlaciona con la aparición de linajes durante la evolución. Relacionado con el 30, el estudio se basó en la raya. Éste otro:
http://www.amazings.com/ciencia/noticias/100707a.html
se basa en la diversidad de las extremidades de los fósiles de vertebrados extintos, y a partir de ahí estudiaron los genes HOX de un pez basal, pensando que el pez cebra, usado como modelo habitual, es un linaje derivado. Estos dos ensayos señalan que son las redes regulatorias las que especifican si se desarrollan aletas o patas. Lo que importa es la cadena de interruptores, switches, que se encienden o apagan.
Un saludo



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