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| El pez calicó (Sebastes dallii). Crédito de la imagen: K. Lee. |
Un equipo de investigadores de la Universidad de California, en Berkeley, y de otros lugares, ha secuenciado y analizado los genomas de 88 especies de peces de roca del Océano Pacífico (género Sebastes) -algunas de las cuales se encuentran entre los vertebrados más longevos que se conocen- y ha desenmascarado los impulsores genéticos de la evolución de la longevidad, incluidas las vías relacionadas con la inmunidad y la reparación del ADN.
Los peces presentan grandes variaciones en la duración de la vida, incluso dentro de especies estrechamente relacionadas. Un ejemplo de ello son las especies de peces de roca que se encuentran en las costas del Pacífico Norte.
Algunas de estas especies, como el colorido pez de roca calicó (Sebastes dallii), viven poco más de una década, mientras que la más longeva del género -el pez de roca de ojo de buey (Sebastes aleutianus), que puede encontrarse desde Japón hasta las islas Aleutianas- puede permanecer en el lecho marino en aguas costeras frías y profundas durante más de 200 años.
Su amplia gama de vida, por no hablar de las diferencias de tamaño, estilo de vida y nicho ecológico, que los científicos denominan sus fenotipos, evolucionó en apenas 10 millones de años.
Esta diversidad entre especies estrechamente emparentadas ofrece una oportunidad única para estudiar el origen genético y la evolución de las adaptaciones a la vida extrema.
"Se podría pensar en los peces de roca como una especie de tormenta perfecta: en cierto modo, tanto a nivel individual, con peces individuales capaces de vivir durante mucho tiempo debido a las adaptaciones de tamaño y profundidad, pero también con todas estas especies diferentes que muestran estas tendencias diferentes", dijo el autor principal, el Dr. Peter Sudmant, investigador en el Departamento de Biología Integrativa y el Centro de Biología Computacional de la Universidad de California, Berkeley.
"Son un conjunto perfecto de individuos a los que mirar, mientras que otras personas solo tenían una única especie a la que mirar".
Para identificar los impulsores genéticos de la longevidad en los peces de roca del Océano Pacífico, el Dr. Sudmant y sus colegas secuenciaron y realizaron un análisis genómico de 88 especies diferentes de larga y corta vida.
Identificaron firmas repetidas de selección positiva en las vías de reparación del ADN en las especies longevas y 137 genes asociados a la longevidad que afectan a la duración de la vida tanto directamente, al influir en la señalización de la insulina y otras vías, como indirectamente, al afectar al tamaño y las adaptaciones ambientales.
Sus hallazgos ilustran las innovaciones genéticas que subyacen a la diversidad de historias de vida entre los peces de roca.
Los científicos también revelaron una expansión de la familia de genes inmunosupresores de la butirofilina en los peces de roca de larga vida, lo que sugiere que estas especies tienen más control sobre la inflamación, o el aumento de la inflamación sistémica con la edad, que puede desempeñar un papel importante en la modulación de la vida útil.
"Podemos explicar el 60% de la variación de la vida útil con solo mirar el tamaño en la madurez y la profundidad a la que vive un pez", dijo el Dr. Sudmant.
"Así que se puede predecir la duración de la vida con bastante precisión solo a partir de estos factores. Esto nos permitió identificar los genes que les permiten hacer esas cosas".
"Seis miembros diferentes de la vía de señalización de la insulina están bajo selección en estos peces", añadió.
"Si se miran los libros de texto, hay unos nueve o diez miembros principales de la vía, así que la mayoría de ellos están bajo selección en los peces roca".
"En estos peces de roca, podemos observar la evolución que se produce a lo largo de un período de 10 millones de años, y observamos que cuando algunas especies evolucionan hacia una vida corta, el tamaño de sus poblaciones se expande, y cuando evolucionan hacia una vida larga, el tamaño de sus poblaciones se contrae", dijo.
"Podemos ver una firma de eso en sus genomas, en la variación genética que existe en estas especies. Así que hay una consecuencia de la adaptación a la vida larga y corta".
"Un hallazgo intrigante es que las especies longevas tienen un exceso de ciertos tipos de mutaciones en el ADN - concretamente, la conversión del par de nucleótidos CG (citosina-guanina) en TG (timina-guanina) - que se sabe que se acumulan en los tumores con el envejecimiento".
"Como las hembras más viejas de estas especies longevas producen la mayor parte de la descendencia, estas alteraciones genéticas inusuales se transmiten al resto de la población longeva".
Fuentes, créditos y referencias:
Sree Rohit Raj Kolora et al. 2021. Origins and evolution of extreme life span in Pacific Ocean rockfishes. Science 374 (6569): 842-847; doi: 10.1126/science.abg5332