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Adaptations to temperature regimes in sponges: Genomic insights into the developmental and physiological evolutionary changes of early-branching metazoans

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Los secretos de la vida en los entornos marinos más extremos del mundo

El estudio de las adaptaciones genéticas de las esponjas que habitan en aguas polares podría ayudarnos a conocer mejor los mecanismos que utilizan para su supervivencia

CAMBIO CLIMÁTICO Y MEDIO AMBIENTE

© NHM London

La vida se abre paso incluso en las condiciones extremas de la Antártida y el Ártico. Distintos organismos marinos han desarrollado formas de soportar temperaturas del agua que pueden llegar incluso a los -2 °C, además de una escasez patente de alimento. Por tanto, debe existir algún tipo de adaptación genética subyacente y conocer estas adaptaciones moleculares podría resultar útil para el futuro desarrollo de aplicaciones comerciales como, por ejemplo, la protección de los vehículos ante el frío extremo. El equipo de ADAPTOMICS, respaldado por el programa Marie Skłodowska-Curie, se propuso descubrir estos secretos naturales en organismos de ambos polos terrestres. «Nuestro objetivo fue estudiar las adaptaciones moleculares de las esponjas antárticas que les permiten vivir a temperaturas extremadamente frías, como las que se dan en la Antártida, y comparar su genoma y transcriptoma con el de sus semejantes que habitan regiones de temperaturas más suaves y tropicales», afirma la doctora Ana Riesgo del Museo de Historia Natural de Londres (el Reino Unido) y coordinadora del proyecto ADAPTOMICS. «En concreto, queremos saber si especies independientes de esponja responden de la misma forma a las condiciones de frío o desarrollaron mecanismos completamente distintos para enfrentarse a estas», explica el doctor Nathan Kenny, beneficiario de las acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA, por sus siglas en inglés) e investigador principal del proyecto.

Obtención de especímenes

La doctora Riesgo viajó hasta la Antártida para sumergirse en aguas a temperaturas bajo cero y obtener las esponjas de su estudio. «Fue muy complicado debido al frío extremo y el volumen del equipo que había que llevar, pero también extremadamente gratificante, porque lo que se ve en dicho entorno submarino, es algo que pocos han visto antes», explicó la doctora Riesgo. El doctor Kenny viajó hasta el círculo polar ártico para obtener muestras de aguas profundas desde un buque científico. La parte más complicada del proyecto fue acceder a muestras frescas desde casa. «Tuvimos la dicha de contar con colaboradores extraordinarios en Chile que obtuvieron las muestras, pero también complicaciones para acordar el envío intercontinental», confiesa el doctor Kenny. De vuelta a Londres, el equipo sometió a las robustas esponjas a varias pruebas de secuenciación analítica. Secuenciaron los genomas de seis especies distintas antes de ejecutar análisis transcriptómicos (lecturas entre líneas genéticas) y aplicaron una técnica conocida como hibridación «in situ» de ARN para obtener resultados más precisos en varias zonas de los datos genéticos.

Análisis de los datos

Tras realizar los análisis pertinentes, los investigadores descubrieron que, en algunos de los especímenes, se habían alterado genes similares en un proceso conocido como «evolución convergente» y mediante el que varios organismos evolucionan hasta desarrollar el mismo rasgo por separado. No obstante, también se descubrieron varios ejemplos de adaptaciones únicas en las esponjas. «El resultado más sorprendente fue lo normales que eran muchos de los genes que cambiaron. Hubiera estado bien haber encontrado un gen “maestro” de la adaptación antártica, pero lo que vimos fue que los implicados eran muchos de los genes “de mantenimiento” que ejercen las funciones básicas para la supervivencia», explica el doctor Kenny.

Perspectivas de cara al futuro

«Queremos señalar la gran oportunidad que nos brindó la MSCA para explorar los mecanismos de la naturaleza en entornos remotos y extremos. Fue toda una experiencia pionera», confiesa la doctora Riesgo. El proyecto facilita la ejecución de nuevos análisis genómicos comparativos a gran escala con los que comprender las estrategias de adaptación al frío de otros animales y en distintos emplazamientos del planeta. «Hay mucho que aprender de la Antártida y de las extrañas, pero maravillosas, criaturas que alberga», concluye la doctora Riesgo.

Palabras clave

ADAPTOMICS, extremos, vida, Antártida, Ártico, polar, genes, supervivencia, mecanismo

Información del proyecto

Identificador del acuerdo de subvención: 750937

  • Fecha de inicio

    1 Junio 2017

  • Fecha de finalización

    31 Mayo 2019

Financiado con arreglo a:

H2020-EU.1.3.2.

  • Presupuesto general:

    € 195 454,80

  • Aportación de la UE

    € 195 454,80

Coordinado por:

NATURAL HISTORY MUSEUM