Nuevos estudios revelan el origen evolutivo de rasgos únicos en plantas odre y caracoles marinos

En un par de estudios, los investigadores utilizan enfoques diferentes para investigar cómo evolucionan rasgos fenotípicos complejos e innovadores en plantas y animales. "La sorprendente amplitud de la diversidad de plantas y animales en todo el mundo ha evolucionado por caminos sinuosos y resolver la compleja historia de los genomas y rasgos desbloquea nuevas profundidades para entender la evolución", escribe Kathryn Elmer en un artículo de Perspective relacionado. Si bien los rasgos biológicos están en constante cambio en las poblaciones, la aparición de un rasgo que proporciona una función única es una ocurrencia mucho más rara. Estas innovaciones evolutivas "revolucionarias" pueden resultar de múltiples adaptaciones biológicas independientes que, en combinación, producen rasgos fenotípicos complejos. Sin embargo, el origen de rasgos compuestos ha permanecido en gran medida en el misterio, puesto que requieren una evolución coordinada de componentes que podrían no ser beneficiosos o incluso funcionales por sí mismos o en combinaciones dispares.

En esta ocasión, en dos estudios, Guillaume Chomicki y sus colegas y Sean Stankowski y sus colegas, respectivamente, utilizan enfoques diferentes para investigar cómo los rasgos compuestos complejos pueden surgir de maneras inesperadas; el primero en plantas odre carnívoras y el segundo en bígaros o caracoles marinos. Mediante experimentos de campo, microscopía, análisis químico, vibrometría láser Doppler y análisis filogenéticos comparativos, Chomicki y sus colaboradores examinaron la evolución de la característica conocida como "trampa de resorte" en dos especies de plantas odre carnívoras, Nepenthes gracilis y Nepenthes pervillei. Este mecanismo único de trampa compuesta es el resultado de tres innovaciones distintas en estructura, química y mecánica. Chomicki y sus colaboradores descubrieron que este nuevo rasgo evolucionó de manera independiente en ambas especies de plantas odre y sugieren que lo hizo de manera convergente a través de una "coincidencia espontánea" de la combinación de rasgos requerida, en lugar de una selección direccional en los rasgos individuales. En el segundo estudio, Stankowski y sus colaboradores investigaron el origen evolutivo de la reciente transición de la puesta de huevos a la producción de crías vivas en un clado de caracoles marinos (Littorina spp.). Utilizando secuencias de genoma completo de caracoles parideros y ponedores de huevos, por lo demás indistinguibles, los autores identificaron las regiones genómicas asociadas con cada modo reproductivo. Descubrieron que las regiones genómicas asociadas con la puesta de huevos o con el parto tienen una historia evolutiva diferente a la del genoma en general. Según los hallazgos, la genética del parto no se refleja en la mayor parte del genoma a pesar de que el rasgo es producto de la selección y es fundamental para la biología de la especie. Según Stankowski y sus colaboradores, estos resultados sugieren que nuevas funciones biológicas pueden evolucionar a través de la incorporación de múltiples alelos en lugar de mediante un solo paso evolutivo. "Ha habido un debate de larga data sobre si la acumulación de pequeños cambios graduales o los saltos significativos son más importantes en la evolución de la diversidad", escribe Elmer en su artículo de Perspective. "Chomicki y sus colaboradores, así como Stankowski y sus colaboradores, no identificaron un solo paso evolutivo grande o mutación de gran impacto que llevara a las especies a un nuevo nivel de innovación fenotípica"..