Los cambios en un solo gen de visión en color demuestran adaptaciones evolutivas convergentes en especies muy separadas y en escalas de tiempo muy diferentes, según un estudio publicado el 11 de abril en la revista de acceso abierto PLOS Biología por David Marques, de la Universidad de Victoria, Columbia Británica, y sus colegas. El estudio, que combina el análisis genético con un experimento de selección de 19 años, respalda la idea de que los mecanismos de evolución adaptativa pueden ser más predecibles de lo que se sospechaba anteriormente.
En los últimos 12,000 años o más, las especies de peces espinosos de tres espinas han colonizado cientos de lagos de agua dulce en el archipiélago Haida Gwaii frente a la costa de Columbia Británica, formando poblaciones en evolución independiente. Los lagos pueden clasificarse en términos generales como "aguas claras""en el que la luz de espectro completo pasa relativamente sin obstáculos, o" aguas negras ", en el que la mayor parte de la luz visible es absorbida por los taninos disueltos, creando un ambiente casi nocturno con una luz tenue y roja desplazada que se filtra desde arriba."
Las células de cono responsables de la visión del color en la retina espinosa contienen SWS2, una proteína opsina sensible a la luz azul. Se ha demostrado previamente que los cambios de aminoácidos en SWS2 "sintonizan" esta opsina para hacerla más sensible al extremo azul o rojoEn el estudio actual, los autores compararon secuencias genéticas de SWS2 de espinosos marinos, de aguas transparentes y de aguas negras, incluido un grupo de peces de aguas negras que habían trasplantado a un lago de aguas claras vacío 19 años antes y dejaron allí para evolucionar.
Los investigadores encontraron que el patrón de cambios genéticos en SWS2 visto en espinillas de aguas negras implicaba que había habido una selección muy fuerte para la sintonización del cambio rojo, maximizando la sensibilidad de la opsin en el agua oscura; no se observó tal patrón en espinillas de aguas claras.peces trasplantados a un lago de aguas claras, después de solo 13 generaciones, muchos miembros de la población contenían versiones alternativas de SWS2 que eran más sensibles a la luz azul más abundante de su nuevo hábitat, lo que demuestra el rápido efecto de esta presión selectiva.
Luego, los autores compararon sus resultados de espinoso con genes de opsina publicados previamente en dos especies de peces relacionadas pez azul y brema negra, separadas de espinos por millones de años, que también se habían adaptado a hábitats de aguas negras y aguas claras.dos copias distintas del gen SWS2: SWS2A y SWS2B, que surgieron de un antiguo evento de duplicación de genes hace 198 millones de años en el antepasado de todos los peces con aletas espinosas. Sorprendentemente, dos de los mismos cambios genéticos observados en el SWS2 espinoso también distinguen a SWS2Adesplazados hacia el rojo y SWS2B desplazados hacia el azul de estas especies de peces, con quienes tuvieron un ancestro común por última vez hace muchos millones de años. Dado que los mismos cambios genéticos surgieron por separado en su ancestro y en los espinosos, demuestran una evolución convergente,pero en escalas de tiempo muy diferentes.
"Estos datos respaldan la visión emergente en biología evolutiva de que los mecanismos subyacentes a la evolución adaptativa a menudo son altamente repetibles y, por lo tanto, pueden ser predecibles", dijo Marques. "Muestran que los 'ajustes' evolutivos con un conjunto limitado de herramientas pueden conducir a la convergencia 'soluciones a problemas comunes tanto dentro de las especies como entre grupos ampliamente separados "
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Materiales proporcionados por PLOS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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