Un estudi amb participació de l’ICM-CSIC ha identificat els gens que permeten als peixos teleostis marins hidratar els ous perquè surin i es dispersin, i aconsegueixin així sobreviure.
Investigadores i investigadors d’Espanya, Itàlia i Noruega han aportat nous coneixements sobre com la majoria dels teleostis, que conformen el 96 % dels peixos marins actuals, van desenvolupar mecanismes d’hidratació que fan que els seus ous surin i es dispersin als oceans, en un nou estudi publicat a la revista Molecular Biology and Evolution.
En concret, el treball, liderat per un equip de l’Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA) i l’Institut de Biotecnologia i Biomedicina de la Universitat Autònoma de Barcelona (IBB-UAB) en col·laboració amb expertes i experts de l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), descriu un grup de gens que només existeix en els teleostis i permeten que l’aigua flueixi a través de les membranes cel·lulars i s’expressin específicament en les membranes externes de l’ou durant la maduració.
Gens duplicats amb la mateixa funció
Un aspecte inusual dels gens que han identificat és que són duplicats estretament relacionats que fan la mateixa funció. Normalment, quan sorgeixen duplicats de gens estretament relacionats, un d’ells pot adquirir una nova funció o es perd a causa de la seva redundància funcional.
«En aquest cas, els nous gens conserven la mateixa funció en la mateixa membrana dels ous», assenyala Joan Cerdà (IRTA).
Mitjançant el cribratge de centenars de genomes de teleostis, l’estudi revela que pràcticament totes les espècies que produeixen exclusivament ous flotants conserven almenys un dels gens, i un terç d’elles conserven tots dos gens. En canvi, gairebé la meitat de les espècies que produeixen ous que no suren en aigua de mar han perdut tots dos gens, i quasi totes les espècies que incuben els seus ous internament, com els cavallets marins, també han perdut tots dos gens.
Per descobrir com els ous flotants utilitzen els gens, els investigadors han emprat una àmplia varietat de tècniques experimentals unides a les tecnologies més avançades de seqüenciació de l’ADN per demostrar que les proteïnes resultants de cada gen han desenvolupat mecanismes evolutius específics que controlen la seva inserció en les membranes externes dels ous.
«Quan aquests mecanismes s’activen, cada canal s’uneix a una mena de proteïna fins ara desconeguda que manté els canals en la membrana», detalla Roderick Nigel Finn (IRTA), que afegeix que aquestes noves proteïnes descobertes pels investigadors només es troben en peixos teleostis.
Una característica que ha sorprès els investigadors és que un segon mecanisme d’activació fa que un dels canals es desplaci a una part diferent de la membrana externa de l’ou. D’aquesta manera, tots dos canals continuen exercint la mateixa funció i eviten competir pel mateix espai en la membrana. El resultat és que s’accelera el flux d’aigua cap a l’interior de l’ou en maduració. El procés finalitza quan s’alliberen les noves proteïnes d’unió, la qual cosa provoca que els dos canals abandonin la membrana externa de l’ou i l’aigua adquirida a l’interior de l’ou quedi retinguda.
El mecanisme d’hidratació és tan eficaç que dota als ous de més d’un 90 % d’aigua. Quan, un cop alliberats al medi marí, són fecundats, els ous suren com passatgers passius en els corrents oceànics i són transportats a nous horitzons.