Nuevos pasos en la diferenciación de poblaciones de los invertebrados del plancton

Científicos de la Universitad de Valencia (UV) han demostrado que los rotíferos, animales microscópicos del plancton, producen descendencia de baja calidad cuando se aparean individuos emparentados. Este resultado contradice la hipótesis comúnmente aceptada que, en especies donde los machos sólo tienen un juego de cromosomas, el apareamiento entre individuos emparentados no es nocivo.

El trabajo de los investigadores del Grupo de Ecología Evolutiva del Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva, recientemente publicado en la revista de libre acceso PlosOne, plantea nuevas ideas para entender cómo las poblaciones de una misma especie logran diferenciarse, adaptarse a su localidad y en ocasiones dar lugar a especies nuevas.

“Nuestros resultados apuntan a que, durante las primeras fases de colonización de un nuevo hábitat, hay una ventana temporal para la incorporación de nuevos inmigrantes que enriquecen el acervo genético de la población. Posteriormente, la introducción de inmigrantes debe volverse mucho más difícil”, argumenta Manuel Serra, director del grupo de investigación.

La aparición de nuevas especies y la adaptación de las diferentes poblaciones de una especie a las condiciones de su localidad dependen de que las poblaciones logren diferenciarse genéticamente. La visión tradicional, que ya manifestó el naturalista Charles Darwin, es que los organismos de pequeño tamaño no pueden diferenciarse fácilmente, pues se dispersan mucho, y sus acervos genéticos se mezclan. Sin embargo, con la aplicación de las técnicas actuales de biología molecular se ha descubierto una gran diversidad -antes oculta- entre poblaciones de una misma especie, y esa visión tradicional ha quedado desafiada. ¿Cómo es posible la divergencia genética entre poblaciones de, por ejemplo, los animales microscópicos que forman el plancton de lagunas y lagos? Para solventar esta paradoja los científicos habían propuesto que unos pocos individuos, cuando llegan a un nuevo lugar no habitado, por ejemplo, una charca, proliferan mucho, y producen rápidamente poblaciones muy numerosas, que se adaptan también con rapidez a la nueva localidad. Si es así, los nuevos inmigrantes que lleguen con posterioridad tienen muy pocas oportunidades de establecerse.

Procesos de enorme complejidad

Pero la investigación de la Universitat de València ha mostrado que el proceso es más complejo. “Utilizando animales del plancton hemos demostrado que existe un gran perjuicio cuando se aparean individuos emparentados, pues la descendencia resultante es de mala calidad. Esto es importante porque, si unos pocos individuos llegan a una localidad, será muy probable que el apareamiento se dé entre individuos emparentados”, argumenta Serra. La oportunidad que este fenómeno aporta a nuevos inmigrantes tiene como consecuencia que la diversidad genética, es decir, el ‘combustible’ de la evolución por selección natural, se incrementará.

“Lo sorprendente es que el animal con el que se han logrado estos resultados, y que pertenece a un grupo denominado rotíferos, no hacía esperable el resultado”, apunta Manuel Serra. En estos animales los machos tienen un solo juego de cromosomas, mientras que las hembras tienen dos. Esto es peculiar, pues en la mayor parte de los animales ambos sexos tienen doble juego de cromosomas. Cuando existe un solo juego, muchas mutaciones perjudiciales, que son las responsables de esa poca calidad de la descendencia entre individuos emparentados, no quedan enmascaradas y la selección natural las elimina eficazmente, aún a costa de la muerte de esos machos con un solo juego de cromosomas. Se espera pues que, en estos casos, no haya un coste importante del apareamiento entre individuos emparentados. Sin embargo, esta purga de mutaciones no ha funcionado en los rotíferos porque los machos de estas especies son de pequeño tamaño y tienen una complejidad fisiológica menor que la de las hembras.

“Probablemente no usan muchos de los genes que portan, y si no los usan, no manifiestan genes que están dañados. La consecuencia es que los machos no actúan como un filtro contra este daño, los genes se transmiten a la descendencia, y es en ésta, si se ha producido mediante fecundación de individuos emparentados, en la que aparece el perjuicio”, concluye el catedrático de Ecología.

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Referencia bibliográfica:

Tortajada AM, Carmona MJ, Serra M (2009), "Does Haplodiploidy Purge Inbreeding Depression in Rotifer Populations?", PLoS ONE 4(12): e8195.

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