martes, marzo 2, 2021
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Las secuencias del genoma sugieren rutas de dispersión en el caballito de mar

Las secuencias del genoma revelan rutas de dispersión global y sugieren adaptaciones genéticas convergentes en la evolución de los caballitos de mar, según la revista Nature.


Los caballitos de mar se distribuyen por todo el mundo en aguas costeras tropicales y templadas. Sin embargo, los caballitos de mar presentan muchas adaptaciones para un estilo de vida sedentario y críptico: requieren hábitats específicos, como las praderas marinas, las algas o los arrecifes de coral, carecen de aletas pélvicas y caudales, y dan a luz a crías directamente desarrolladas sin una etapa larval pelágica pronunciada, lo que hace que la dispersión a larga distancia por medios convencionales sea ineficiente.

Ahora sobre la dispersión mundial y los patrones biogeográficos de los caballitos de mar basándonos en un ensamblaje genómico de novo de Hippocampus erectus, así como en 358 genomas resecuenciados de 21 especies. Los hipocampos evolucionaron a finales del Oligoceno y se identifican las posteriores rutas de colonización circumglobal y se relacionan con la dinámica cambiante de las corrientes oceánicas y las aperturas paleotemporales de los canales marítimos.

Además, la base genética del fenotipo adaptativo recurrente de las “espinas óseas” está vinculada a sustituciones independientes en un gen clave del desarrollo. Los análisis sugieren, por tanto, que el desplazamiento a través de las corrientes oceánicas compensa la escasa dispersión y la rápida adaptación facilita la colonización de nuevos hábitats.

Un reto de la biodiversificación


Explicar los mecanismos de biodiversificación marina es un reto, debido a la persistente escasez de información sobre los patrones de especiación y filogeografía en los ecosistemas marinos. Se ha sugerido que los principales acontecimientos geológicos de vicarianza, como el cierre de la vía marítima de Panamá o la vía marítima de Tethys, influyen en los patrones de biodiversificación marina, especialmente en el caso de los organismos cuyas estrategias de dispersión dependen de las corrientes oceánicas que transportan larvas pelágicas o individuos en balsa a través de grandes distancias. En estos linajes, la divergencia ecomorfológica y la adaptación local tras un evento de colonización pueden ser lentas incluso en presencia de fuertes presiones selectivas divergentes. Así pues, para comprender los mecanismos que impulsan la evolución de la biodiversidad marina se requieren estudios exhaustivos que aborden los patrones de diversificación espacio-temporal e incluyan la dinámica de los procesos geofísicos, así como el conocimiento de las bases genéticas y los mecanismos de desarrollo de los rasgos adaptativos clave.

La radiación de los caballitos de mar (Familia Syngnathidae) es un sistema modelo especialmente emblemático y adecuado para investigar los efectos que la actividad tectónica y la dinámica de las corrientes oceánicas pueden tener en la dispersión y diversificación de los taxones marinos debido a la dispersión de los caballitos de mar por medio de balsas, así como para estudiar la rápida evolución de los fenotipos adaptativos en nuevos entornos. Los genomas de los caballitos de mar evolucionan bajo algunas de las tasas de mutación más altas entre los teleósteos y tienen las mayores tasas de diversificación dentro de su familia.

Todos los hipocampos son sedentarios, pero presentan rasgos morfológicos y vitales especializados como una cola prensil (y la ausencia de una aleta caudal), un hocico alargado, la ausencia de aletas pélvicas, una armadura de placas óseas en lugar de escamas y un modo único de gestación masculina por el que los machos dan a luz a juveniles desarrollados. Las especies de caballitos de mar difieren ampliamente en cuanto al tamaño del cuerpo, los patrones de color y otros rasgos de adaptación a sus respectivos entornos, como la presencia o ausencia de espinas óseas, que probablemente sean una adaptación contra los depredadores.

Investigaciones anteriores revelaron que el origen evolutivo de los caballitos de mar probablemente se encuentra en el Indo-Pacífico del Oligoceno tardío, desde donde los diferentes linajes se dispersaron por todo el mundo, a pesar de la escasa capacidad de nado de resistencia de los caballitos de mar y su dependencia de la navegación en balsa como principal estrategia de dispersión a larga distancia. Sin embargo, todavía no se conocen bien las rutas de colonización de los caballitos de mar, ya que las reconstrucciones filogenéticas suelen derivarse sólo de un número relativamente reducido de especies y/o de pocos marcadores genéticos.

También se estudiaron los patrones de diversificación de estos peces únicos basándonos en el análisis de múltiples genomas de caballitos de mar secuenciados. Mediante la realización de exhaustivos análisis filogenéticos, deducimos su historia demográfica y aclaramos el papel de los cierres de los canales marítimos durante su diversificación, como parte del rastreo de las rutas de colonización desde el origen de su ancestro común hasta su distribución actual. Además, abordamos la evolución fenotípica adaptativa de los caballitos de mar estudiando el desarrollo de uno de los rasgos más llamativos del género: la presencia o ausencia de espinas óseas

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