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WASHINGTON : El pez pulmonado sudamericano es una criatura extraordinaria; en cierto sentido, un fósil viviente. Habita en aguas estancadas y de movimiento lento en Brasil, Argentina, Perú, Colombia, Venezuela, Guayana Francesa y Paraguay, es el pariente vivo más cercano de los primeros vertebrados terrestres y se parece mucho a sus ancestros primordiales que datan de hace más de 400 millones de años.
Esta especie de agua dulce, llamada Lepidosiren paradoxa, también tiene otra distinción: posee el genoma más grande (toda la información genética de un organismo) de cualquier animal de la Tierra. Los científicos han secuenciado su genoma y han descubierto que es aproximadamente 30 veces más grande que el mapa genético humano.
La medida del tamaño del genoma era el número de pares de bases, las unidades fundamentales del ADN, en los núcleos celulares de un organismo. Si se estirara como si fuera una bola de lana, la longitud del ADN en cada célula de este pez pulmonado alcanzaría casi 60 metros. El genoma humano alcanzaría apenas 2 metros.
«Nuestros análisis revelaron que el genoma del pez pulmonado sudamericano creció masivamente durante los últimos 100 millones de años, añadiendo el equivalente a un genoma humano cada 10 millones de años», dijo el biólogo evolutivo Igor Schneider de la Universidad Estatal de Luisiana, uno de los autores del estudio publicado esta semana en la revista Nature.
De hecho, 18 de los 19 cromosomas del pez pulmonado sudamericano (las estructuras filiformes que contienen la información genómica de un organismo) son individualmente más grandes que todo el genoma humano, dijo Schneider.
Aunque son enormes, hay plantas cuyo genoma es más grande. El récord actual lo ostenta una especie de helecho en forma de horquilla, llamada Tmesipteris oblanceolata, del territorio francés de ultramar de Nueva Caledonia, en el Pacífico. Su genoma es más de 50 veces más grande que el genoma humano.
Hasta ahora, el genoma animal más grande conocido era el de otro pez pulmonado, el pez pulmonado australiano, Neoceratodus forsteri. El genoma del pez pulmonado sudamericano era más del doble de grande. Las otras cuatro especies de peces pulmonados del mundo viven en África, también con genomas grandes.
Los genomas de los peces pulmonados están compuestos en gran parte por elementos repetitivos (aproximadamente el 90 por ciento del genoma). Los investigadores dijeron que la expansión masiva del genoma documentada en los genomas de los peces pulmonados parece estar relacionada con una reducción en estas especies de un mecanismo que normalmente suprime dicha repetición genómica.
«El tamaño de los genomas animales varía enormemente, pero la importancia y las causas de la variación del tamaño del genoma siguen sin estar claras. Nuestro estudio mejora nuestra comprensión de la biología y la estructura del genoma al identificar los mecanismos que controlan el tamaño del genoma al tiempo que mantienen la estabilidad cromosómica», afirmó Schneider.
El pez pulmonado sudamericano puede alcanzar hasta 1,25 metros de largo. Mientras que otros peces dependen de branquias para respirar, el pez pulmonado también posee un par de órganos similares a pulmones. Vive en entornos pantanosos y carentes de oxígeno de las cuencas de los ríos Amazonas y Paraná-Paraguay, y complementa el oxígeno que obtiene del agua respirando oxígeno del aire.
Los peces pulmonados aparecieron por primera vez durante el período Devónico. Fue durante este período cuando se produjo uno de los momentos más importantes en la historia de la vida en la Tierra: los peces con pulmones y aletas musculares evolucionaron hasta convertirse en los primeros tetrápodos, los vertebrados terrestres de cuatro extremidades que hoy en día incluyen a los anfibios, reptiles, aves y mamíferos.
Debido a que los precursores de los peces pulmonados actuales eran ancestrales de los tetrápodos, sus genomas pueden brindar información sobre cómo los vertebrados desarrollaron hace mucho tiempo características como extremidades que posibilitaron la vida en la tierra.
Por ejemplo, los investigadores demostraron que la maquinaria genética que controla la actividad del llamado gen Shh del erizo sónico, que regula eventos importantes durante el desarrollo embrionario, probablemente regía la formación del equivalente óseo de los dedos en la aleta del pez pulmonado. Esos dedos presentes en la aleta del pez pulmonado eventualmente evolucionaron hasta convertirse en dedos de manos y pies en los tetrápodos.
«Los ancestros tetrápodos conquistaron la tierra con extremidades que evolucionaron a partir de aletas y respiraban aire a través de pulmones. Estas características probablemente precedieron a la colonización de la tierra. Solo estudiando la biología de los linajes supervivientes de peces pulmonados podemos investigar la base genómica y los mecanismos de desarrollo molecular que facilitaron la transición del agua a la tierra de los vertebrados», dijo Schneider.
