Arrainetan gene-zirkuituak berrantolatzen

Koldo Garcia

Ziklidoek arrain-talde handi bat osotzen dute, ornodunen artean talde handienen artean dagoena. Orain arte 1.500 espezietik gora sailkatu dira talde horretan eta, urtero espezie berriak aurkitzen direnez, uste da 2.000-3.000 espezie inguru dituela talde honek.

Ziklidoak aurkitzen dira Afrikako, Madagaskarreko, Indiako, Asiako mendebaleko eta Hego Ameriketako ibai eta itsasertzetan, eta munduan zeharreko akuario askotan ere. Talde honetako espezie batzuk elikagai gisa garrantzitsuak badira ere –tilapia, esate baterako–, taldeko espezie asko ezagunak dira akuarioen zaleek asko preziatzen dituztelako. Eboluzioa ikertzeko ere oso preziatua da arrain-talde hau.

Esan bezala, ziklidoak hainbat kontinentetan zehar barreiatu badira ere, eboluzioaren ikuspuntutik, interesik handiena eta jakin-mina pizten duten ziklidoak dira Afrikako Aintzira Handietan bizi direnak –batik bat Tanganyika, Victoria, Malawi, eta Edward lakuetan–. Aipatutako laku horiek denbora oso gutxian kolonizatu zituzten ziklidoek espezie-talde gutxi batzuetatik abiatuta, erradiazio adaptatiboa esaten zaion prozesuaren ondorioz, hain zuzen ere. Hala, arrain hauek genetikoki elkarren gertukoak badira ere, askotariko nitxo ekologiko okupatzen dituzte; eta sekulako ezaugarri-dibertsitatea dute, hala nola morfologian, hortzetan, kolore-patroian edota portaeran. Gainera, modu paraleloan ezaugarri berdinak garatu dituzten espezieak aurki daitezke ziklidoen artean. Hau da, laku ezberdinetan itxuraz antzekoak diruditen espezieak bizi dira, beren jatorri ebolutiboa ezberdina bada ere.

Ziklidoek duten aniztasun horren bultzadan hainbat gene-mekanismok parte hartu dutela ikusi da: geneen funtzioa erregulatzen duten gene-osagaien eboluzio arina gertatu izana; espezieen artean geneen funtzionamenduan ezberdintasunak egotea; edota geneen funtzioa erregulatzen duten bideen moldapen ebolutiboak gertatzea. Pentsatu behar da erregulazio-bide horiek gene-zirkuituak bezalakoak direla: aldi berean, modu koordinatu batean, hainbat generen aktibitatea piztu, modulatu edo itzaltzen da gene horien jarduera zelulen beharretara doitzeko. Gainera, aipatutako mekanismo horiei batu behar zaie ziklidoen jatorria berria dela eta gene-fluxua mantentzen dela. Ondorioz, pentsa daiteke geneen funtzionamenduaren kontrolean eragin garrantzitsua dutela gene-zirkuitoetan gertatzen diren aldaketa ebolutiboek. Eta ziklidoetan ikusten den itxura-aniztasuna aldaketa horien isla izan daitekeela. Lan berri batek aldaketa ebolutibo horiek aztertu ditu.

Aipatutako gene-zirkuitu horiek ikertzeko ia 70 mila generen espresioa–funtzionamendu-maila– neurtu zituzten bost ziklidoren –O. niloticus, N. brichardi, A. burtoni, P. nyererei eta M. zebra espezieen– sei ehunetan –garun-ehunean, begi-ehunean, bihotz-ehunean, giltzurrun-ehunean, muskulu-ehunean eta testikulu-ehunean–. Ehun horietan duten funtzionamendu-maila kontuan izanda, metodo konputazionalak erabilita, zehaztu zuten zein diren modu koordinatuan lan egiten duten gene-taldeak, hau da, gene-zirkuituetan parte-hartzen duten geneak. Horrela, definitu zuten hainbat gene-talde –1.200-1.500 gene inguruz osotuta zeudenak– eta ondorioztatu zuten gene-talde horietako batzuk ehun batzuen espezifikoak zirela. Gainera, ikusi zuten gene-talde horien antolaketa antzekoa zela ebolutiboki gertukoak ziren espezieetan; eta bazeudela berrantolatuta zeuden gene-taldeak, espezieen artean geneen funtzionamenduan aldakortasun handiena zuten geneek osotzen zuten gene-taldeak, hain zuzen ere.

Gene-taldeen arteko berdintasunak eta ezberdintasunak oinarri hartuta, aztertutako espezieetan gene bakoitzak izan zuen ibilbidea arakatu zuten, hau da, gene-talde berdinean mantentzen ote ziren aztertu zuten. Horretarako, bost espezieetan parekoak diren geneen ibilbidea aztertu zuten. Hala, ondorioztatu zuten gene horien %40k espezieren batean gene-taldez aldatu zela; eta aldaketa horien eragileak geneen funtzionamendua kontrolatzen duten transkripzio-faktore deitutako gene-osagaiak izan zitezkeela.

Transkripzio-faktoreak geneen funtzionamendua apaltzen edo areagotzen duten gene-osagaiak dira, zelulak jasotzen dituen kinaden arabera beren kontrolpean dauden geneen funtzionamendua aldatzen duten geneak, hain zuzen ere. Kontrol hori gauzatzeko, transkripzio-faktoreek geneen hasieratik gertu dauden sekuentziak ezagutzen dituzte eta, horrela, geneen funtzionamendua doitzen dute. Sekuentzia horietan aldaketak badaude gene hori kontrola dezaketen transkripzio-faktoreak alda daitezke. Hala, ikertzaileek ikusi zuten gene-taldeen berrantolaketan eragin handia zutela transkripzio-faktoreek ezagutzen dituzten sekuentzia horien arteko ezberdintasunek. Nolabait, aipatutako aldaketa horiek gene-zirkuitoen konexioetan aldaketak izango lirateke, gauzatzen duten funtzio-biologikoan aldaketak eragiten. Eta, dirudienez, ziklidoetan eboluzio-indarrek konexio horiekin jokatu dute, eta gene-zirkuitoen aniztasuna eragin dute horrela.

Ikertzaileek adibide gisa jartzen dituzte ikusmenean parte hartzen duten gene-zirkuitoetan gertatuko aldaketak. Ziklidoek argiarekiko espektro-sentikortasun hein handia dutenez, gene-zirkuitoen aldaketek aniztasun hori azal lezakete. Hori baieztatzeko, ikertzaileek opsinak deitutako geneak aztertu zituzten, argiarekiko sentikorrak diren geneak, hain zuzen ere. Hala, ikertzaileek ikusi zuten mota horretako gene batzuk kontrolatzen dituzten transkripzio-faktoreak ezberdinak zirela espezieen artean eta, ondorioz, opsinek parte hartzen duten gene-zirkuitoak, ezberdinak. Adibidez, halako gene-zirkuitoen berrantolaketak detektatu zituzten bi gene-multzoetan: ziklidoek ultramorea ikusteko erabiltzen dituzten geneetan edota ikusmena argia ez den egoeretan ziklidoek erabiltzen dituzten geneetan.

Laburbilduz, ziklidoen eboluzio arin eta harrigarrian eragina izan dute gene-zirkuitoetan gertatu diren berrantolaketek. Hau da, ziklidoen aniztasunaren iturri izan daiteke geneen funtzionamendua koordinatzen duten gene-osagaiek zein gene kontrolatzen dituzten aldatzea. Hurrengokoan, akuarioren aurrean arrain hauei begira zaudela, pentsa dezakezu eboluzioaren mekanismoak arrain hauek bezain txundigarriak direla.

Erreferentzia bibliografikoa:

Mehta, T.K., Koch, C., Nash, W. et al. (2021). Evolution of regulatory networks associated with traits under selection in cichlids. Genome Biology, 22, 25. DOI: https://doi.org/10.1186/s13059-020-02208-8

Egileaz:

Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.