en un nuevo estudio publicado en la revista PLOS Genética , los científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén han revelado nuevos descubrimientos sobre cómo evoluciona el veneno animal. La investigación apunta a una evolución 'de dos velocidades' del veneno animal, que muestra por primera vez los papeles significativos desempeñados por diferentes fuerzas de selección natural.
El veneno es una mezcla compleja de proteínas y otros químicos tóxicos producidos por animales como serpientes y arañas, ya sea para incapacitar a sus presas o para defenderse de los depredadores. La influencia de la selección positiva el proceso por el cual una proteína cambia rápidamente durante el tiempo evolutivoescalas en la expansión y diversificación de venenos de animales es ampliamente reconocido.
Se hipotetizó que este proceso es el resultado de una carrera armamentista química evolutiva, en la que la invención del veneno potente en los animales depredadores y la evolución de la resistencia al veneno en sus animales de presa ejercen presiones de selección recíprocas.
En contraste con la selección positiva, el papel de la selección purificadora también conocida como selección negativa, que es la eliminación selectiva de los cambios genéticos deletéreos de una población rara vez se ha considerado en la evolución del veneno.
Además, la investigación del veneno ha descuidado principalmente a los grupos de animales antiguos a favor de centrarse en las serpientes venenosas y los caracoles cónicos, que son grupos de animales "jóvenes" que se originaron recientemente en escalas de tiempo evolutivas, hace aproximadamente 50 millones de años. En consecuencia, se concluyóque la evolución del veneno se debe principalmente a la selección positiva.
En el nuevo estudio, el Dr. Yehu Moran del Departamento de Ecología, Evolución y Comportamiento de la Universidad Hebrea y el científico invitado Dr. Kartik Sunagar examinaron numerosos genes de veneno en diferentes animales para desentrañar las estrategias evolutivas únicas de las familias de genes de toxinas.
Los investigadores analizaron y compararon los patrones evolutivos de más de 3500 secuencias de toxinas de 85 familias de genes. Estas toxinas abarcaron la amplitud del reino animal, incluidos antiguos grupos venenosos como ciempiés, escorpiones, arañas, coleoides pulpos, sepias y calamaresy cnidarios medusas, anémonas de mar e hidras.
Inesperadamente, a pesar de sus largas historias evolutivas, se descubrió que los grupos de animales antiguos solo habían acumulado una baja variación en sus toxinas.
El análisis también reveló un sorprendente contraste entre la evolución del veneno en los grupos de animales antiguos en comparación con los animales evolutivamente "jóvenes". También destacó el importante papel que desempeña la selección purificadora en la composición de los venenos.
Según el Dr. Yehu Moran, "Nuestra investigación muestra que si bien los venenos de los linajes antiguos evolucionan más lentamente a través de la selección purificadora, los venenos de los linajes más recientes se diversifican rápidamente bajo la influencia de la selección positiva".
Los hallazgos permiten postular una nueva teoría de la evolución del veneno. Según esta teoría, los genes productores de toxinas en grupos venenosos jóvenes que ingresan a un nuevo nicho ecológico, experimentan una fuerte influencia de la selección positiva que diversifica sus toxinas, aumentando así suoportunidades para paralizar eficientemente presas relevantes y especies depredadoras en el nuevo entorno
Sin embargo, en el caso de los antiguos grupos venenosos, donde el veneno ya está "optimizado" y es muy adecuado para el nicho ecológico, la tasa de acumulación de variaciones del veneno se ralentiza bajo la influencia de la selección purificadora, que preserva las potentes toxinas generadaspreviamente.
El modo propuesto de "dos velocidades" de evolución del veneno resalta la fascinante dinámica evolutiva de este complejo cóctel bioquímico, al mostrar por primera vez los importantes papeles que desempeñan las diferentes fuerzas de la selección natural en la formación de los venenos de animales.
Según los doctores Moran y Sunagar, "El modo de evolución de 'dos velocidades' de los venenos de animales implica un período inicial de expansión, que resulta en la rápida diversificación del arsenal del veneno, seguido de períodos más largos de selección purificadora que preservan elahora potente farmacopea de toxinas. Sin embargo, las especies que han entrado en la etapa de purificación y fijación pueden volver a entrar en el período de expansión si experimentan un cambio importante en la ecología y / o el medio ambiente ".
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Materiales proporcionado por Universidad Hebrea de Jerusalén . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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