En las oscuras aguas del lago Superior, una especie de pez se adaptó para recuperar un rasgo genético que pudo haber ayudado a sus ancestros a ver en el océano, según un estudio.
La investigación se centra en los kiyis, que habitan en el lago Superior a profundidades de aproximadamente 80 a más de 200 metros de profundidad. Estos peces, conocidos por los científicos como "Coregonus kiyi", pertenecen a un grupo de salmónidos estrechamente relacionados conocidos como ciscoes.
En contraste con otros tres ciscoes del Lago Superior que habitan y se alimentan en regiones de agua menos profundas, los kiyis tienen muchas más probabilidades de portar una versión del gen de la rodopsina que probablemente mejora la visión en aguas tenues "desplazadas hacia el azul", concluye el estudioCada uno de los 21 kiyis que el equipo examinó de esta población de aguas profundas portaba solo esta variante del gen.
La adaptación parece marcar un regreso a un estado antiguo: hace unos 175 millones de años, los antepasados de los kiyis que habitaban en el océano probablemente albergaban la misma variante genética, según una reconstrucción de la historia evolutiva de la especie.
Luego, a medida que las poblaciones de peces ancestrales se trasladaron de aguas marinas desplazadas hacia el azul a arroyos y lagos menos profundos y "desplazados hacia el rojo", una forma de rodopsina que es beneficiosa en esos hábitats se volvió más común, dicen los científicos. Por último, los kiyis, que llegan alaguas profundas del lago Superior, adaptadas de nuevo al color "azul-cambiado" de las aguas que ahora habitan.
El estudio se publicó en línea el 28 de noviembre en la revista Biología y evolución del genoma . El proyecto, financiado por la Comisión de Pesca de los Grandes Lagos, fue una colaboración entre investigadores de la Universidad de Buffalo y el Centro de Ciencias de los Grandes Lagos del Servicio Geológico de EE. UU..
"A menudo se piensa que la evolución es un proceso unidireccional, al menos durante un tiempo profundo, pero en este ejemplo, más de 175 millones de años, tenemos esta reversión a un estado ancestral mucho más temprano", dice Trevor Krabbenhoft, PhD,profesor asistente de ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB y miembro de la facultad del Instituto RENEW de la UB. Krabbenhoft dirigió la investigación con la primera autora Katherine Eaton.
"Los biólogos pesqueros están tratando de restaurar las poblaciones de peces nativos en los Grandes Lagos, por lo que es importante comprender las adaptaciones que tienen las especies", dice Eaton, estudiante de doctorado en la Universidad de Auburn que completó el estudio en la UB como licenciado en ciencias biológicas.. "El conocimiento de las adaptaciones de una especie puede ayudarnos a restaurarla en entornos que se adapten mejor a su biología".
Restauración de peces en los Grandes Lagos
No está claro si los ancestros de los kiyis perdieron por completo la variante genética desplazada al azul antes de volver a evolucionarla, o si la variante simplemente se volvió menos frecuente en este linaje de peces antes de volver a emerger para volverse más prolífica de nuevo.
De cualquier manera, hoy en día, "existe una distinción muy clara entre las especies de aguas profundas y las de aguas poco profundas", dice Eaton.
Mientras que todos los kiyis estudiados tenían la forma desplazada al azul de la rodopsina, las ciscoes de aguas menos profundas muestreadas, Coregonus artedi, Coregonus hoyi y Coregonus zenithicus, tenían principalmente la versión del gen que puede ser útil en aguas desplazadas al rojo..
Eaton señala que la misma variante de rodopsina desplazada al azul está presente en varios otros peces que viven en el mar o en aguas profundas del lago. Esta evolución "paralela" repetida puede indicar que una adaptación tiene una función importante: en este caso, probablemente ayudando a los peces a ver en diferentes entornos, dice ella.
Estos conocimientos son importantes porque la luz en los Grandes Lagos está cambiando, dice Krabbenhoft. Por ejemplo, los mejillones cebra y quagga invasores, que filtran la materia orgánica de los lagos, están aumentando la claridad del agua en algunos lugares.
El conocimiento también es valioso ya que los científicos buscan restaurar las poblaciones de peces nativos. Además de la investigación de la rodopsina, Krabbenhoft es coautor de un estudio que examina la genética, morfología y ecología de los ciscoes de manera más amplia. Ese trabajo, también financiado porGreat Lakes Fishery Commission, fue dirigido por Moisés Bernal, PhD, ahora profesor asistente de ciencias biológicas en la Universidad de Auburn. Los resultados del estudio se publicaron el 16 de diciembre en el servidor de preimpresión bioRxiv, y aún no se han publicado en unrevista revisada.
"Colectivamente, estos proyectos tienen implicaciones para restaurar la biodiversidad nativa en los Grandes Lagos hacia un ecosistema saludable", dice Krabbenhoft. "Los Ciscoes una vez fueron mucho más abundantes y diversos en los cinco Grandes Lagos, pero algunas especies se extinguieron debido a la sobrepesca, invasión y contaminación de lamprea marina. Nuestros datos están informando las estrategias de restauración, ya que estos peces se están restableciendo en lugares donde se perdieron o se redujeron en gran medida, como en el lago Ontario ".
"Los Ciscoes fueron una vez las especies de presas nativas dominantes en los Grandes Lagos, que sustentan a los principales depredadores como la trucha de lago y los leucomas. Siguen siendo un componente importante de las pesquerías tribales, comerciales y recreativas, valoradas en más de $ 7 mil millones al año,"dice Bill Taylor, PhD, Comisionado de la Comisión de Pesca de los Grandes Lagos y Profesor Distinguido de la Universidad en Sistemas Globales de Pesca en la Universidad Estatal de Michigan." La investigación para comprender mejor su biología y morfología es fundamental para diseñar esfuerzos de restauración exitosos en el futuro ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Original escrito por Charlotte Hsu. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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