Tentáculos tomados de anémonas marinas gigantes revelan nuevos conocimientos genéticos sobre el hogar de Nemo

A pesar del largo y peligroso viaje representado en Buscando a Nemo de Pixar, los peces payaso (y otras especies de anémonas), en la vida real, están estrechamente relacionados con sus hogares submarinos. Como pequeñas larvas, el pez anémona elige anémonas marinas gigantes, criaturas con tentáculos del phylum Cnidaria, para asentarse y permanecer allí por el resto de sus vidas.

Las anémonas han sido objeto de extensas investigaciones científicas, pero se sabe poco sobre los anfitriones de los que dependen. Ahora, un estudio dirigido por científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) ha revelado nuevos detalles sobre la historia evolutiva de las anémonas gigantes y, en el futuro, podría ayudar a proporcionar una comprensión más profunda de las interacciones entre las anémonas y sus anfitriones. . El estudio fue publicado como artículo de portada en la edición de agosto de Zoologíami.

El profesor Vincent Laudi, que preside el Unidad Marina Eco-Evo-Devo en OIST. «Los peces están protegidos por los tentáculos de la anémona que no los pican. A su vez, los peces defienden a la anémona de los depredadores y estimulan el metabolismo de la anémona.

Continuó: «Pero hay muchas preguntas que aún deben responderse. Todavía no conocemos los mecanismos moleculares exactos que evitan que las anémonas sean picadas, o por qué solo ciertas especies de anémonas gigantes pueden actuar como anfitriones para cada especie. de pez payaso. Anémonas. Más información molecular sobre las anémonas de mar es esencial».

En el estudio, los investigadores cortaron tentáculos de individuos de siete especies diferentes de anémonas gigantes, que actúan como anfitriones de seis especies diferentes de peces anémona que se encuentran en Okinawa.

Luego, los científicos utilizaron RNA-seq, una tecnología que es más barata y más fácil que la secuenciación del genoma, para detectar todas las diferentes moléculas de ARN producidas en los tentáculos de la anémona. Los investigadores identificaron miles de genes de anémonas de mar y utilizaron un conjunto de estos genes, comunes a todos los cnidarios, para construir un árbol evolutivo. En comparación con los árboles anteriores, este árbol pudo determinar, por primera vez, cómo las diferentes especies de anémonas se relacionan evolutivamente entre sí.

Los árboles filogenéticos han confirmado que las anémonas de mar gigantes se agrupan en tres grupos principales: Entacmaea, Heteractis y Stichodactyla. El árbol también confirmó investigaciones anteriores, encontrando que las anémonas de mar gigantes, Heteractis magnifica, actualmente clasificadas dentro de Heteractis, en realidad están más estrechamente relacionadas con las anémonas de mar Stichodactyla.

«H. Magnifica tiene una apariencia muy engañosa. Los tentáculos largos son similares a los que se ven en otras anémonas, en lugar de los tentáculos en forma de alfombra que se ven en Stechodactyla», dijo Ryo Kashimoto, estudiante de doctorado en la unidad Marine Eco-Evo-Devo. y primer autor del estudio. . «La apariencia tiene límites reales cuando se trata de la identificación de especies, por eso necesitamos los datos moleculares».

Heteractis magnifica (imagen de la izquierda) se clasifica actualmente dentro de Heteractis, ya que sus largos tentáculos se asemejan a otras anémonas, como Heteractis crispa (imagen central). Sin embargo, la información genética ha demostrado que H. magnifica puede pertenecer al género Stichodactyla, un grupo de anémonas que suelen tener tentáculos cortos en forma de alfombra, como Stichodactyla gigantea (imagen de la derecha). A diferencia de los humanos, Amphiprion ocellaris, el falso pez payaso (foto izquierda y derecha), que se encuentra en los mares alrededor de Okinawa, no se deja engañar por sus largas garras. Solo puede vivir con S. gigantea y H. magnifica, lo que brinda más apoyo a la estrecha relación genética entre las anémonas.

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Los investigadores también se centraron en los genes relacionados con los nematodos, las células urticantes que se encuentran en los cnidarios, y una pieza importante del rompecabezas para comprender cómo interactúan las anémonas y las anémonas gigantes.

«Comprender los genes involucrados en la función de las células de los nematodos y, por lo tanto, la toxicidad de las especies de anémona es una parte esencial para comprender qué hace que las anémonas gigantes sean un huésped adecuado para peces anémona específicos», explicó Kashimoto.

El grupo de investigación identificó alrededor de 200 genes potenciales de nematodos utilizando como referencia genes y proteínas de células nematodas conocidas en otras especies salivales. Cuando construyeron un árbol filogenético usando solo estos genes, mostraron la misma estructura de ramificación del árbol filogenético que los investigadores habían establecido previamente, lo que significa que estos posibles genes de nematodos son más similares a los del mismo grupo. Esta especie incluía H. magnifica, que contiene genes de células de nematodos estrechamente relacionados con su verdadero grupo evolutivo, Stichodactyla.

Los científicos también encontraron que la cantidad de genes potenciales asociados con las células filamentosas era similar para todas las especies de anémonas de mar gigantes. Esto indica que es probable que las diferencias en la toxicidad se deban a cambios en algunos genes o en la fuerza con la que se expresan los genes.

En el futuro, el grupo de investigación planea observar los cambios en los niveles de expresión, tanto en diferentes especies de anémonas de mar gigantes, como entre las mismas especies que albergaban o no al pez anémona.

Los investigadores también tienen un proyecto en curso para secuenciar el genoma completo de las anémonas de mar gigantes.

Konstantin Halturin, autor principal y ex científico del equipo de OIST, dijo unidad del genoma marino.

Información del artículo

Título: Transcripción de anémonas marinas gigantes de Okinawa como herramienta para comprender la evolución de su evolución y relaciones simbióticas con la anémona pez

Diario: Zoología

Autores: Ryo Kashimoto, Miyako Tanimoto, Saori Miura, Noriyuki Satoh, Vincent Laudette, Konstantin Haltoren

Fecha: 2 de mayo de 2022

DOI: 10.2108 / zs210111