Un equipo internacional de científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania ha publicado un nuevo estudio en Science Advances que demuestra que los corales transmiten mutaciones somáticas –cambios en la secuencia de ADN que se producen en células no reproductivas– a su descendencia, desafiando así más de un siglo de sabiduría evolutiva convencional, según un comunicado de prensa de la universidad.
Esto se debe a que un principio básico de la biología propone que las células germinales –o reproductivas– están “fundamentalmente separadas” de las somáticas. Sin embargo, ahora se ha descrito algo parecido y cercano en los corales a lo que el naturalista francés Jean-Baptiste Lamarck propuso, sin mucho éxito, antes que Darwin, que los rasgos desarrollados durante la vida de un individuo podían transmitirse a su descendencia.
Vital para que corales en peligro de extinción se adapten
El hallazgo demuestra así una nueva vía potencial para la generación de diversidad genética, que es la materia prima para la adaptación evolutiva, y podría ser vital para permitir que los corales en peligro de extinción se adapten a las condiciones ambientales rápidamente cambiantes, según el comunicado.
“En la mayoría de los animales, una nueva mutación genética solo puede contribuir al cambio evolutivo si se produce en una célula germinal o reproductora, por ejemplo, en un óvulo o espermatozoide. Se pensaba que las mutaciones que se producen en el resto del cuerpo, en las células somáticas, eran irrelevantes desde el punto de vista evolutivo porque no se transmiten a la descendencia. Sin embargo, los corales parecen tener una forma de sortear esta barrera que parece permitirles romper esta regla evolutiva”, afirma Iliana Baums, profesora de Biología en Penn State.
“Mutaciones genéticas viajan desde el cuerpo de un padre a su descendencia”
El hallazgo es de gran relevancia científica puesto que las mutaciones genéticas son comunes, pero la evolución suele ser bastante lenta, ya que, en la mayoría de los animales, según los investigadores, las células reproductoras están aisladas de las somáticas en las primeras fases del desarrollo. Esto significa que solo las mutaciones que se producen en las células reproductoras pueden transmitirse a la descendencia, lo que puede ocurrir raramente.
Ahora, los corales monoparentales proporcionan una herramienta para estudiar la herencia de las mutaciones somáticas. “Para algunos organismos, como los corales, la segregación de las células reproductivas de todas las demás células puede ocurrir más tarde en el desarrollo o puede no ocurrir nunca, permitiendo un camino para que las mutaciones genéticas viajen desde el cuerpo de un padre a su descendencia”, explica Kate Vásquez Kuntz, estudiante graduada en Penn State y coautora del estudio.
“Esto aumentaría la variación genética y potencialmente incluso serviría como un sistema de ‘preselección’ de mutaciones ventajosas”, agregó.
Investigación en colonia de corales cuerno de alce
En 2018, los investigadores de Penn State observaron que los huevos de coral recogidos de una colonia monoparental en Curazao podían desarrollarse espontáneamente sin necesidad de un segundo coral.
“Esta reproducción monoparental nos permitió buscar más fácilmente posibles mutaciones somáticas del coral padre y rastrearlas en la descendencia simplificando el número total de posibilidades genéticas que podrían darse en la descendencia”, comenta la Dra. Sheila Kitchen, coautora del estudio, investigadora postdoctoral en Penn State y el Instituto Tecnológico de California.
El artículo informó así de que el 50 % de las mutaciones somáticas en una gran colonia de corales cuerno de alce o Elkhorn (Acropora palmata), que se asemejan a un árbol de “alce” por sus numerosas ramas, pueden reproducirse tanto sexual como asexualmente.
Si es la única vez que ocurre, las implicaciones podrían ser pequeñas, pero los autores informan de pruebas preliminares de que también ocurre en colonias con dos progenitores, lo que esperan confirmar. Los autores reconocen que aún no saben cómo pasan las mutaciones de las células somáticas a las reproductivas, pero creen que la diferenciación entre ambas es incompleta.
Ventaja evolutiva: mutaciones somáticas serían perjudiciales para otros animales
Mientras que para muchos otros animales la transmisión de mutaciones somáticas sería desastrosa, ya que muchas de estas mutaciones son perjudiciales, los corales parecen tener una manera de contrarrestar resultados adversos.
“Como los corales crecen como colonias de pólipos genéticamente idénticos, las mutaciones somáticas que surgen en un pólipo de coral pueden ser expuestas al medio ambiente y examinadas por su utilidad sin afectar necesariamente a toda la colonia”, dijo Baums.
Por tanto, las células portadoras de mutaciones perjudiciales pueden morir, proporcionando una ventaja evolutiva a la colonia de corales, una característica que podría ayudarles a defenderse del cambio climático. “Si estas mutaciones pueden transmitirse a la descendencia –como hemos demostrado ahora–, significa que los corales tienen una herramienta adicional que podría acelerar su adaptación al cambio climático”, concluye Baums.
