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Ser social genera genomas más grandes en los camarones mordedores

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El camarón mordedor, Synalpheus, es un camarón esponjoso, muchos de los cuales tienen el tamaño de un grano de arroz. Foto de Dustin R. Rubenstein

En un artículo publicado en PNAS , la revista oficial revisada por pares de la Academia Nacional de Ciencias, un equipo de investigadores dirigido por Dustin R. Rubenstein, profesor de Ecología, Evolución y Biología Ambiental de la Universidad de Columbia, encontró que dentro del mismo género de camarones mordedores marinos, Synalpheus , el tamaño del genoma y el comportamiento social no solo varían ampliamente, sino que también evolucionan conjuntamente con el tiempo.

Los investigadores han estudiado este grupo de camarones mordedores durante años porque contienen los únicos animales marinos conocidos que evolucionaron para vivir en sociedades eusociales similares a las de las hormigas y las abejas, donde algunos individuos de una colonia renuncian a su propia reproducción para ayudar a criar la descendencia de otros. Pero fue solo hace unos pocos años que el equipo de investigación descubrió que los camarones mordedores muestran una variación extrema en el tamaño del genoma, y ​​algunas especies tienen genomas muy grandes que son más de cuatro a cinco veces el tamaño del genoma humano.

También notamos, dijo Rubenstein, que las especies eusociales parecían tener los genomas más grandes. Esto es exactamente lo contrario de lo que se encuentra en algunos linajes de insectos. Este patrón llevó al equipo de investigación a profundizar en los genomas de estos camarones que viven en esponjas, muchos de los cuales son del tamaño de un grano de arroz, para comprender por qué las especies eusociales podrían tener genomas tan grandes.

Los autores, que además de Rubenstein incluyen a los ex postdoctorados de Columbia Solomon T. C. Chak y Stephen E. Harris, ambos ahora profesores asistentes de SUNY; Kristin M. Hultgren de la Universidad de Seattle; y Nicholas W. Jeffery, del Instituto Bedford de Oceanografía en Toronto, no solo confirmaron que las especies de camarones mordedores eusociales tienen genomas más grandes que sus parientes menos sociales, sino que también descubrieron que este aumento en el tamaño del genoma se debe a una acumulación de elementos que han proliferado a lo largo del tiempo evolutivo. Se encontró que otras especies menos sociales de camarones mordedores mantenían pequeños genomas con menos elementos transponibles.

El equipo de investigación también exploró por qué las especies de camarones eusociales tenían más elementos transponibles en su genoma que las especies no eusociales. Supusieron que la acumulación de elementos transponibles en camarones mordedores eusociales es probablemente el resultado de una fuerte división reproductiva del trabajo donde la reina es a menudo el único individuo reproductor dentro de una colonia, dijo Chak. El modelado evolutivo confirmó que los elementos transponibles proliferaron en los genomas de especies eusociales debido a su forma única de organización social. Sin embargo, debido a que los elementos transponibles son secuencias de ADN que pueden saltar de un lugar del genoma a otro, también son una fuente de mutación y pueden impulsar el reordenamiento genómico. Dado que los científicos han reconocido desde hace mucho tiempo que los elementos transponibles pueden impulsar cambios genómicos adaptativos, la abundancia moderada de elementos transponibles en Synalpheus Las especies podrían haber ayudado a impulsar la transición inicial a la eusocialidad, aunque los investigadores señalan que probar esta idea requerirá más trabajo.

Según los autores, existe una poderosa relación entre la evolución del genoma y la evolución social en los camarones mordedores en la que los rasgos sociales pueden influir en la arquitectura del genoma. Comprender cómo vivir en sociedades complejas puede proporcionar retroalimentación sobre la arquitectura del genoma representa una nueva área de estudio intrigante que tiene implicaciones para todos los tipos de animales sociales, quizás incluso para los humanos, dijo Rubenstein. Después de todo, los elementos transponibles constituyen casi la mitad del genoma humano y, al igual que los camarones, también vivimos en sociedades complejas que comparten muchas de las mismas características.

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