Un equipo de investigación internacional ha descubierto varios mecanismos que generan diversidad genética en ácaros asexuales, asegurando su supervivencia. Este estudio fue publicado en Science Advances.
Investigadores de la Universidad de Colonia, en colaboración con instituciones asociadas internacionales, han examinado la reproducción asexual en ácaros cornudos utilizando técnicas avanzadas de secuenciación del genoma. Encontraron que la clave para la evolución sin sexo en ácaros cornudos radica en el desarrollo independiente de sus dos copias de cromosomas, un fenómeno conocido como el 'efecto Meselson'. El equipo identificó varios mecanismos que contribuyen a la diversidad genética en los conjuntos de cromosomas, asegurando así la evolución del ácaro.
Al igual que los humanos, los ácaros cornudos poseen un conjunto cromosómico diploide. Sin embargo, a diferencia de los humanos, el ácaro asexual Platynothrus peltifer se reproduce por partenogénesis: las madres producen hijas a partir de huevos no fertilizados, lo que da lugar a una sociedad completamente femenina. A través de análisis genómicos de ácaros individuales, los investigadores pudieron examinar las diferencias acumuladas entre las copias de cromosomas y analizar su importancia para la supervivencia del ácaro. Los resultados de este estudio, financiado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG), fueron publicados bajo el título 'Dinámicas genómicas a escala cromosómica revelan firmas de evolución haplotípica independiente en el antiguo ácaro asexual Platynothrus peltifer' en la revista Science Advances.
El sexo es un motor central de la evolución, proporcionando diversidad genética y ayudando a los organismos a adaptarse a las condiciones ambientales cambiantes. En contraste, la ausencia de sexo puede llevar a la estancación genética y a la extinción, según la teoría evolutiva predominante. Sin embargo, Platynothrus peltifer contradice estas reglas, habiendo existido durante más de 20 millones de años completamente sin sexo. Los ácaros cornudos asexuales producen su descendencia femenina a partir de huevos no fertilizados sin la contribución de machos. Dependiendo del mecanismo que restaura el conjunto cromosómico diploide, la descendencia puede heredar todas o parte de las variantes genéticas (alelos) de la madre, convirtiéndose potencialmente en 'clones completos' de la madre.
En los ácaros cornudos, las dos copias del conjunto cromosómico se desarrollan de manera independiente, creando un espacio experimental para que surjan nuevas variantes genéticas mientras se preserva información crucial. Una diferencia particularmente notable se observa en la expresión génica, indicando qué copias de los genes son más activas. Estas diferencias facilitan reacciones rápidas a los cambios ambientales, proporcionando una ventaja selectiva.
Además, el Transferencia Horizontal de Genes (HGT) juega un papel, involucrando la transferencia o adquisición de material genético fuera de la reproducción sexual. 'La transferencia horizontal de genes, donde los genes pueden incluso ser transferidos de organismos distantes, funciona como agregar nuevas herramientas a un conjunto de herramientas existente. Algunos de estos genes parecen ayudar al ácaro a digerir las paredes celulares, ampliando así su rango alimenticio,' explica la primera autora del estudio, la Dra. Hüsna Öztoprak del Instituto de Zoología de la Universidad de Colonia.
Los elementos transponibles (TE), también conocidos como 'genes saltarines', son significativos en este contexto. Los TE se mueven dentro del genoma como capítulos que se insertan en una nueva historia, potencialmente alterando la narrativa. Notablemente, la actividad de estos TE difiere entre las dos copias de cromosomas. Mientras que son activos en una copia y pueden inducir cambios dinámicos, permanecen en gran parte inactivos en la otra.
Este estudio proporciona nuevas perspectivas sobre las estrategias de supervivencia de los organismos asexuales. La evolución asexual se apoya en diversas fuentes de diversidad genética, que el equipo de investigación destaca. 'En futuros proyectos de investigación, tenemos como objetivo descubrir si hay mecanismos adicionales significativos para la evolución sin sexo,' declara el Dr. Jens Bast, líder del grupo Emmy Noether en la Universidad de Colonia.