Un estudio con participación del ICM-CSIC ha identificado los genes que permiten a los peces teleósteos marinos hidratar los huevos para que floten y se dispersen, y logren así sobrevivir.
Investigadoras e investigadores de España, Italia y Noruega han aportado nuevos conocimientos sobre cómo la mayoría de los teleósteos, que conforman el 96 % de los peces marinos actuales, desarrollaron mecanismos de hidratación que hacen que sus huevos floten y se dispersen en los océanos, en un nuevo estudio publicado en la revista Molecular Biology and Evolution.
En concreto el trabajo, liderado por un equipo del Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentarias (IRTA) y el Instituto de Biotecnología y Biomedicina de la Universidad Autónoma de Barcelona (IBB-UAB) en colaboración con expertas y expertos del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), describe un grupo de genes que solo existe en los teleósteos y permiten que el agua fluya a través de las membranas celulares y se expresen específicamente en las membranas externas del huevo durante su maduración.
Genes duplicados con la misma función
Un aspecto inusual de los genes que han identificado es que son duplicados estrechamente relacionados que realizan la misma función. Normalmente, cuando surgen duplicados de genes estrechamente relacionados, uno de ellos puede adquirir una nueva función o se pierde debido a su redundancia funcional.
«En este caso, los nuevos genes conservan la misma función en la misma membrana de los huevos», señala Joan Cerdà (IRTA).
Mediante el cribado de cientos de genomas de teleósteos, el estudio revela que prácticamente todas las especies que producen exclusivamente huevos flotantes conservan al menos uno de los genes, y un tercio de ellas conservan ambos genes. En cambio, casi la mitad de las especies que producen huevos que no flotan en agua de mar han perdido ambos genes, y prácticamente todas las especies que incuban sus huevos internamente, como los caballitos de mar, también han perdido ambos genes.
Para descubrir cómo los huevos flotantes utilizan los genes, los investigadores han usado una amplia variedad de técnicas experimentales unidas a las tecnologías más avanzadas de secuenciación del ADN para demostrar que las proteínas resultantes de cada gen han desarrollado mecanismos evolutivos específicos que controlan su inserción en las membranas externas de los huevos.
«Cuando tales mecanismos se activan, cada canal se une a un tipo de proteína hasta ahora desconocida que mantiene los canales en la membrana», detalla Roderick Nigel Finn (IRTA), que añade que estas nuevas proteínas descubiertas por los investigadores solo se encuentran en peces teleósteos.
Una característica que ha sorprendido a los investigadores es que un segundo mecanismo de activación hace que uno de los canales se desplace a una parte diferente de la membrana externa del huevo. De este modo, ambos canales siguen desempeñando la misma función y evitan competir por el mismo espacio en la membrana. El resultado es que se acelera el flujo de agua hacia el interior del huevo en maduración. El proceso finaliza cuando se liberan las nuevas proteínas de unión, lo que provoca que los dos canales abandonen la membrana externa del huevo y el agua adquirida en el interior del huevo quede retenida.
El mecanismo de hidratación es tan eficaz que dota a los huevos de más de un 90 % de agua. Cuando, una vez liberados al medio marino, son fecundados, los huevos flotan como pasajeros pasivos en las corrientes oceánicas y son transportados a nuevos horizontes.