Un equip del Cavanilles identifica els gens que permeten l’adaptació ambiental dels rotífers

15/11/2018

Un equip d’investigació de l’Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva (ICBiBE) i de la Universitat de Hull (Regne Unit) ha revelat quins gens dels rotífers (un grup d’invertebrats aquàtics microscòpics) permeten l’adaptació d’aquests a les fluctuacions de l’ambient en què viuen. En el treball publicat en la revista Scientific Reports (de Nature Research) es detecten 164 gens potencialment responsables d’aquesta adaptació, entre més de 4.500 estudiats.

El laboratori d’Ecologia Evolutiva de l’ICBiBE, institut de la Universitat de València en el Parc Científic, ja havia demostrat l’adaptació dels rotífers a les variacions ambientals (inundacions o períodes de sequera de les llacunes) mitjançant estratègies de minimització de riscos (bet hedging, en anglès). Aquestes consisteixen a avançar temporalment el període de reproducció sexual i assegurar-se de produir ous latents de resistència, encara a costa de sacrificar temporalment la capacitat reproductiva en els ambients impredictibles.

“En aquest estudi es detecta quins gens canvien conjuntament amb les pautes de producció de formes latents resistents (en aquest cas, ous de resistència) per a afrontar el nivell d’impredictibilitat ambiental. Es demostra, així, la capacitat de diferenciació genètica adaptativa entre poblacions molt properes entre si, concretament en el conjunt de llacunes de La Manxa on s’ha dut a terme l’estudi”, destaca el doctor Lluís Franch-Gras, primer autor de l’article.

Amb aquest fi, en la investigació –que forma part de la tesi doctoral de Lluís Franch-Gras– s’ha seqüenciat per primera vegada el genoma del Brachionus plicatilis, un rotífer extensament utilitzat en estudis d’evolució i d’ecologia, així com en aqüicultura per a l’alimentació de larves de peixos i crustacis. A continuació, s’ha analitzat la divergència genètica entre poblacions. “El nostre treball mostra la importància de les col·laboracions internacionals; la contribució de la doctora África Gómez i el seu equip (University of Hull, U.K.) ha sigut crucial” assenyala la professora María José Carmona, codirectora de la tesi.

Es tracta del primer estudi fet amb aquests invertebrats a nivell genòmic que considera múltiples genotips de diverses poblacions. Solament així s’ha pogut determinar la base genètica de l’adaptació a la impredictibilitat ambiental, amb la identificació de 164 gens candidats a estar sota selecció.

Segons el professor Manuel Serra, codirector de la tesi, “el desenvolupament de la genòmica obri el camí per a estendre el marc general de la teoria evolutiva, que implica, per una banda, provar de manera inequívoca que l’ecologia determina, mitjançant l’adaptació al mitjà, els trets dels organismes, i per l’altra, identificar quins gens són responsables d’aquests trets”.

A més, afegeix María José Carmona: “La teoria prediu que el canvi global augmentarà la impredictibilitat de les fluctuacions ambientals, i s’espera que els organismes que estiguen millor adaptats a aquestes fluctuacions siguen els millor preparats davant d’aquest repte”. “El treball acabat de publicar es concentra en l’anàlisi de genomes complets i detecta per primera vegada gens associats a l’adaptació a la impredictibilitat ambiental”, afegeix el professor Eduardo García-Roger, membre de l’equip d’investigació.

Aquest treball enforteix els nexes entre ecologia i evolució biològica. Des d’una perspectiva aplicada, els invertebrats estudiats en el treball són crucials en el manteniment de les cadenes tròfiques. Del seu èxit adaptatiu depenen molts altres éssers vius que formen part d’aquestes cadenes, com són les aus aquàtiques.

La investigació desenvolupada i publicada en l’article de Scientific Reports forma part del projecte d’investigació CGL2012-30779, finançat pel Ministeri d’Economia i Competitivitat i cofinançat per la Unió Europea amb fons FEDER.

Article:

Franch-Gras, L., Hahn, C., García-Roger, E. M., Carmona, M. J., Serra, M. i Gómez, A. (2018). Genomic signatures of local adaptation to the degree of environmental predictability in rotifers. Scientific reports, 8(1), 16051. Enllaç: https://www.nature.com/articles/s41598-018-34188-y

Peu de foto:

(D’esquerra a dreta). Lluís Franch-Gras, María José Carmona, Manuel Serra i Eduardo García-Roger, de l’Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva.