Investigadores de la Universidad Estatal de Louisiana han analizado el ADN del animal con el genoma más grande del mundo. Para que nos hagamos una idea, el genoma humano está formado por 3 millones de pares de bases nitrogenadas, eso que llamamos letras (A, C, T, G). Pues bien, el animal poseedor del récord tiene 90 mil millones de pares de bases nitrogenadas, 30 mil veces más que nosotros. Y, para sorpresa de muchos, no se trata de una de esas especies que solemos considerar inteligentes o especialmente “complejas”, porque estamos hablando de un pez. Concretamente, una especie de pez pulmonado de Sudamérica.

Para los aficionados a la biología puede que la noticia parezca algo menos sorprendente por dos motivos. El primero es que sabemos que no existe una correlación directa entre la extensión de un genoma y la complejidad de su propietario. Como ejemplo, si bien este pez pulmonado (Lepidosiren paradoxa) es el ganador en la categoría “animal”, es otra especie quien posee el genoma más largo de todos los seres vivos: una ameba. Concretamente Amoeba dubia, con 670 mil millones de pares de bases, 223 mil veces más grande que el nuestro. El segundo motivo es que quienes que antecedieron a Lepidosiren paradoxa en el podio era, precisamente, otras especies de peces pulmonados.

Hace mucho, mucho tiempo

¿Por qué deberían interesarnos estos peces? Te preguntarás. Pues porque con un genoma tan atípico, posiblemente, nos ayuden a entender mejor cómo funciona el nuestro. Imagina que tuvieras ante ti una mesa con un slider, uno de esos controladores que deslizas de un extremo a otro de una ranura para regular algo, como la intensidad de una luz, el volumen de un altavoz, etc. Si quieres saber para qué vale, no lo moverás un poquito, porque generará un cambio mínimo en aquello que esté controlando, casi imperceptible. Lo más cómodo es llevarlo a un extremo de la ranura, generar el caso más extremo para que sus consecuencias sean más evidentes. Eso es lo que permite, en cierto modo, encontrar un genoma tan descomunal como el de Lepidosiren paradoxa.

En este caso, para hacernos una idea, el Lepidosiren paradoxa tiene 19 cromosomas, que son esos “fascículos” en los que se organiza el genoma de una especie. Pues cada cromosma de ese pez pulmonado (salvo uno) es más grande que todo nuestro genoma de Homo sapiens. ¿Para qué tanto ADN? La respuesta no está clara todavía, pero los investigadores comprenden el mecanismo que lo ha hecho posible. Al parecer, en esta especie hay una baja cantidad de piARN, un tipo de material genético que inhibe los transposones que, a su vez, son fragmentos de ADN muy tendentes a copiarse y recolocarse en otros lugares del genoma. Así pues, en Lepidosiren paradoxa están más activos de lo normal y, al copiarse y pegarse en otros lugares del ADN, lo expanden rápidamente. De hecho, parece que la tasa de expansión del genoma de este pez pulmonado es, con gran diferencia, la más alta jamás registrada.

Más motivos

El otro motivo por el que debería importarnos es que, estos peces pulmonados, son los parientes vivos más cercanos de aquellos primeros peces que abandonaron el agua. Esos que dieron lugar a los tetrápodos que hemos colonizado la tierra firme. Así pues, conocer mejor su ADN puede ayudarnos a remontar esos 400 millones de años que nos separan del último pez de nuestro árbol de familia. Con técnicas estadísticas y conociendo cómo suelen cambiar los genomas a lo largo del tiempo, los expertos han podido sacar conclusiones sumamente interesantes.

Por ejemplo, parece que han identificado uno de los genes más relevantes en el desarrollo de dedos a partir de los radios de las aletas de los peces. La vía de señalización Shh es la responsable de controlar los rasgos relacionados con esas patas. De hecho, según indica el propio Meyer, los investigadores han llegado a experimentar “con ratones transgénicos CRISPR-Cas para mostrar que esta simplificación de las aletas se debe a un cambio en lo que se conoce como la vía de señalización Shh”.

Así que, ahora que los expertos ya cuentan con la secuenciación del genoma de todas las especies de peces pulmonados conocidos, podrán afinar estas conclusiones, comparando su ADN y viendo qué partes han sobrevivido, cuáles han cambiado, a qué ritmo lo han hecho y qué controlan exactamente. Porque estos pequeños peces podrían ser la clave para entender uno de los pasos más importantes de la historia de la vida en la Tierra: el paso fuera del agua.

QUE NO TE LA CUELEN:

• En realidad, existen publicaciones científicas que identifican el genoma del pez pulmonado de mármol (Protopterus aethiopicus) como el más largo de todos los animales con 130 mil millones de pares de bases. La secuenciación de esta especie se remonta a 1972 en un artículo titulado “An attempt to reconstruct evolutionary changes in the cellular DNA content of lungfish”. Sin embargo, Axel Meyer, biólogo y uno de los autores del artículo sobre el genoma de Lepidosiren paradoxa ha declarado, literalmente, que “Con más de 90 gigabases (es decir, 90 mil millones de bases), el ADN de la especie sudamericana es el más grande de todos los genomas animales y más del doble del tamaño del genoma del anterior poseedor del récord, el pez pulmonado australiano” (Neoceratodus forsteri), que tenía unos 43 mil millones de pares de bases.

REFERENCIAS (MLA):

• Armirol, Jaume, et al. "The Genomes of All Lungfish Inform on Genome Expansion and Tetrapod Evolution." Nature, vol. 621, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07830-1.