La capacidad de dar a luz vivo es una de las grandes innovaciones de la evolución. ¿Pero cómo se desarrolló? Los investigadores ahora han comprendido esto por primera vez a nivel genético. Para ello, se centraron en un género de caracoles marinos, algunas especies de las cuales ponen huevos, mientras que otras dan a luz a crías vivas. Los análisis muestran que el nacimiento de los seres vivos aparentemente no ocurrió en un solo paso evolutivo importante. En cambio, gradualmente se acumularon más y más mutaciones, lo que aumentó el tiempo que los óvulos permanecían en la madre, hasta que los bebés finalmente nacían vivos.
Desde la antigüedad, los animales se han reproducido poniendo huevos. Sin embargo, en el curso de la evolución, diferentes grupos de animales desarrollaron de forma independiente la capacidad de dar a luz a sus propias crías. Pero, ¿cómo se produjo la transición de la puesta de huevos a la viviparia, es decir, al nacimiento de animales vivos? ¿Hubo una mutación importante que provocó que un animal nacido de un huevo diera a luz repentinamente a sus crías? ¿O el desarrollo fue gradual con formas de transición entre la puesta de huevos y el nacimiento de seres vivos?
Caracol de mar vivíparo
Un equipo dirigido por Sean Stankowski de la Universidad de Sheffield encontró la respuesta a esta pregunta con la ayuda de garrapatas marinas. «Es importante comprender los orígenes evolutivos de las innovaciones clave porque cambian fundamentalmente el curso de la evolución», dice Roger Butlin, colega de Stankowski. “Por ejemplo, el nacimiento de animales vivos sentó las bases para la diversificación de los mamíferos. Sin embargo, debido a que la mayoría de estos importantes cambios evolutivos ocurrieron hace tanto tiempo, ha habido pocas oportunidades para estudiarlos».
Los caracoles marinos del género Littorina ofrecieron a los investigadores un ejemplo único a este respecto. Si bien muchos miembros de este género ponen huevos, algunas especies, incluida la vincapervinca (Littorina saxatilis), dan a luz crías vivas. El caracol está muy extendido en la costa atlántica del norte de Europa y América del Norte. Sus conchas de caracol también se pueden encontrar en las playas alemanas del Mar del Norte. «Hasta ahora la atención se ha centrado en las diferentes variaciones de la concha de L. saxatilis y no en lo que distingue a la especie de sus parientes que ponen huevos», explica Stankowski. «De hecho, esta especie de caracol es un caso excepcional en cuanto a su estrategia reproductiva».
Genomas comparados
Stankowski y su equipo analizaron el genoma de Littorina saxatilis y lo compararon con el de especies estrechamente relacionadas, que difieren poco de Littorina saxatilis aparte de que ponen huevos. «Pudimos identificar 50 regiones genómicas que probablemente contribuyan juntas a determinar si los individuos ponen huevos o dan a luz crías vivas», informa Stankowski. “No sabemos exactamente qué hacen las regiones individuales. Sin embargo, al comparar los patrones de expresión genética en caracoles ponedores de huevos y caracoles vivíparos, pudimos vincular muchos de ellos con diferencias reproductivas».
Los hallazgos muestran que la transición a los nacidos vivos no se produjo en un gran paso, sino en miles de pequeños pasos. «La antigüedad de los procesos de selección sugiere que los alelos específicos de la vida se han acumulado a lo largo de más de 200.000 generaciones», escribe el equipo de investigación. El desarrollo probablemente tuvo lugar durante un período de unos 100.000 años, un período de tiempo muy corto en una escala evolutiva.
Listo para nuevos espacios habitables
La transición a los nacidos vivos probablemente permitió a los caracoles explorar nuevos hábitats. «Es probable que los nacidos vivos hagan posible la reproducción en zonas donde las condiciones serían demasiado duras para los huevos», explica el equipo. Sin embargo, en el útero materno la descendencia está protegida de los depredadores, la deshidratación y las influencias de la naturaleza. “Sospechamos que la selección natural fue la fuerza impulsora detrás de esta transición. Se fomentó un tiempo de permanencia más largo de los huevos, lo que finalmente llevó a que las crías eclosionaran del huevo a la madre animal”, dice Stankowski.
Al mismo tiempo, el cambio trajo nuevos desafíos para la madre animal. “La inversión adicional en la descendencia ciertamente ha generado nuevas exigencias en la anatomía, fisiología y sistema inmunológico del caracol. «Es probable que muchas de las regiones genómicas que identificamos participen en la respuesta a este tipo de desafíos», dice Stankowski. En futuros estudios, el equipo quiere descubrir qué función tienen los genes modificados individuales. «Nuestro objetivo es comprender cómo cada cambio genético dio forma gradualmente a la forma y función de los caracoles en su camino para convertirse en animales vivíparos».
Fuente: Sean Stankowski (Universidad de Sheffield) et al., Science, doi: 10.1126/science.adi2982
