El estudio arroja luz sobre la extraña rutina de apareamiento del lucio

Un nuevo estudio ilumina la evolución de los petreles de aguas profundas centrándose en el desarrollo de su rutina de apareamiento única (y ligeramente inquietante).

Al ser el ecosistema más extenso del planeta, las profundidades del mar pueden ser un lugar difícil para encontrar pareja. Aunque, dicen los científicos, algunos petreles de aguas profundas han desarrollado un método único de reproducción que garantiza que una vez que encuentran pareja en las vastas aguas abiertas, permanecen encerrados de por vida.

Estas plagas, llamadas ceratioides, se reproducen mediante parasitismo sexual, en el que los pequeños machos se unen a sus contrapartes femeninas, mucho más grandes, para aparearse.

En algunas especies, los machos muerden a las hembras y luego las liberan una vez finalizado el proceso de apareamiento. En otros, el macho queda permanentemente unido a la hembra. En un proceso llamado parasitismo obligado, la cabeza del macho se disuelve en la hembra y sus sistemas circulatorios se fusionan. Se transforma en un órgano sexual permanente que produce esperma.

En un nuevo estudio en la revista Biología actualLos investigadores de Yale examinaron cómo el parasitismo sexual funciona en sinergia con otros rasgos asociados con los peces para influir en la diversificación de los petreles, un animal que se encuentra en todos los océanos y cuyo nombre está inspirado en sus apéndices de pesca en forma de caña que las mujeres utilizan para atraer a sus presas.

Según los investigadores, comprender la evolución del parasitismo sexual tiene implicaciones que algún día podrían contribuir a los avances de la medicina.

Una mejor comprensión de cómo los petreles de aguas profundas perdieron su inmunidad adaptativa algún día podría contribuir a avances en los procedimientos médicos, como los trasplantes de órganos y los injertos de piel.

Utilizando datos genéticos de los genomas de los petreles, los investigadores demostraron cómo rasgos complejos, como el parasitismo sexual, ayudaron a algunos grupos de petreles a pasar de hábitats itinerantes poco profundos, como los arrecifes de coral, a nadar en las aguas oscuras y abiertas de la «zona de medianoche». ”, el ecosistema de aguas profundas donde la luz del sol no puede penetrar.

«La gente tiende a tener explicaciones de un solo rasgo de por qué un grupo de animales puede prosperar en un ecosistema particular, pero en la mayoría de los seres vivos, parece que varias innovaciones distintivas funcionan sinérgicamente para explotar nuevos hábitats», dice el estudiante graduado Chase D. Brownstein. estudiante del departamento de ecología y biología evolutiva de Yale y coautor principal del estudio.

«Descubrimos que una cascada de rasgos, incluidos los necesarios para el parasitismo sexual, permitió que las plagas invadieran las profundidades del mar durante un período de calentamiento global extremo cuando los océanos del planeta estaban en agitación ecológica».

Para el estudio, los investigadores reconstruyeron la historia evolutiva de las especies de aguas profundas. Demostraron que la rápida transición de los petreles ceratioides de caminantes bentónicos, que utilizan aletas modificadas para «caminar» por el fondo del océano poco profundo, a nadadores de aguas profundas ocurrió hace 50 a 35 millones de años durante el período Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno. de altas temperaturas globales que conducen a la extinción en todos los océanos.

En última instancia, los investigadores no pudieron deducir un árbol evolutivo claro para los pelícanos de aguas profundas porque las distintas hembras divergieron entre sí muy rápidamente, dejando las relaciones entre los linajes sin resolver, dice Brownstein. Pero descubrieron que el origen del parasitismo sexual coincidía con la transición de los petreles a las profundidades del mar, aunque no pudieron determinar cuál de las dos formas de parasitismo (apego temporal o parasitismo obligado) ocurrió primero, dice Brownstein.

Múltiples rasgos han evolucionado simultáneamente para permitir el parasitismo sexual. Por ejemplo, los ceratioides necesitaban desarrollar un dimorfismo sexual extremo con hembras grandes y machos en miniatura. También necesitaban anular su inmunidad adaptativa (el sistema de células inmunitarias especializadas y anticuerpos que atacan y eliminan patógenos) para que los cuerpos de las hembras anfitrionas no rechazaran los parásitos masculinos.

Al reconocer la historia evolutiva de genes clave implicados en la inmunidad adaptativa, los investigadores descubrieron que múltiples grupos de petreles de aguas profundas degeneraban convergentemente su inmunidad adaptativa, permitiendo el parasitismo sexual. Y aunque el parasitismo sexual estaba evolucionando a medida que los petreles de aguas profundas se desplazaban hacia las profundidades marinas, concluyeron que no era necesariamente el rasgo principal que impulsaba la diversificación de especies entre los ceratioides. Sin embargo, permitió que la plaga prosperara en la zona de medianoche, dice Brownstein.

«Se cree que el parasitismo sexual es una ventaja para vivir en las profundidades del mar, que es el hábitat más grande y homogéneo de la Tierra», afirma. «Una vez que los individuos encuentran una pareja en ese amplio rango, el parasitismo sexual obligado les permite aparearse permanentemente, lo que parece ser una ayuda fundamental para la evolución de los petreles de aguas profundas».

La investigación tiene implicaciones potenciales para la salud humana, dice el autor principal Thomas Near, profesor de ecología y biología evolutiva en Yale y curador oceanográfico de vertebrados de Bingham en el Museo Peabody de Yale.

«Una mejor comprensión de cómo los petreles de aguas profundas han perdido su inmunidad adaptativa algún día podría contribuir a avances en los procedimientos médicos, como los trasplantes de órganos y los injertos de piel, donde la supresión inmune es muy importante», afirma. «Es un área interesante para futuras investigaciones médicas».

Otros coautores son de la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte; Yale; la División de Recursos Marinos del Departamento de Recursos Naturales de Estados Unidos; y la Universidad de Chicago.

Fuente: Universidad de Yale