ECI 2017v: Evolución molecular en caracoles durante la conquista del hábitat terrestre

Es el trabajo que presentará Pedro Romero (Senckenberg Biodiversity and Climate Research Centre,  Alemania) en el ECI 2017 de verano (2 – 4 de enero 2017)

La transición del hábitat marino al hábitat terrestre es uno de los temas más fascinantes en biología evolutiva. Esta transición requirió la aparición, en diferentes organismos, de nuevas adaptaciones para lidiar con las demandas del nuevo ambiente. Las adaptaciones incluyen modificación de diferentes vías metabólicas, desarrollo de estructuras corporales que faciliten el movimiento y la respiración, o tolerancia a nuevas condiciones de estrés.

Los moluscos son uno de los grupos con más éxito en la conquista del hábitat terrestre. Por ejemplo, varios linajes del clado Panpulmonata (Gastropoda, Heterobranchia) han invadido las zonas intemareales, de agua dulce y terrestres.

En este trabajo, usando herramientas de bioinformática, filogenética y evolución molecular, utilicé a los panpulmonados como un grupo modelo para estudiar las adaptaciones en genes que podrían haber favorecido las transiciones del mar a la tierra. Pare ello, comparé genomas mitocondriales de caracoles terrestres con otros panpulmonados. Luego, usé el test de selección natural en los linajes terrestres y detecté dos genes bajo selección positiva: Citocromo b y nad5. Sorprendentemente, encontré, en las proteínas codificadas por estos genes, que las mismas posiciones bajo selección positiva en caracoles terrestres también lo estuvieron en varios linajes de vertebrados que tuvieron una transición entre hábitats diferentes (ballenas, murciélagos y roedores subterráneos). Este resultado sugiere un patrón de adaptación que requirió modificaciones genéticas paralelas para lidiar con las nuevas demandas metabólicas en el nuevo hábitat. Además, generé transcriptomas de varias especies de panpulmonados y apliqué nuevamente el test de selección natural, esta vez a nivel genómico, en linajes terrestres y de agua dulce. Identifiqué señales de adaptación en genes envueltos en el desarrollo de superficies de intercambio gaseoso y metabolismo energético en caracoles terrestres; y genes relacionados a la respuesta a factores de estrés ambiental (radiación, desecación y xenobióticos), en los de agua dulce.

Esta investigación evidencia las múltiples invasiones de los panpulmonados a los ambientes no-marinos. Además, provee nuevas perspectivas para entender la base genómica de la adaptación durante las transiciones del mar a la tierra. Estos resultados son los primeros en mostrar señales a nivel genético de adaptaciónes en moluscos, las cuales facilitaron cambios metabólicos y en el desarrollo durante la terrestrialización. Así mismo, contribuyen en el debate actual sobre la conquista del hábitat terrestre, una discusión que ha sido basada solo en grupos de vertebrados. Futuros análisis genómicos comparativos incrementarán el número de genes que pueden haber jugado un rol importante durante la transición entre hábitats.

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