A simple vista, las estrellas de mar espinosas (Marthasterias glacialis) que habitan el Mediterráneo y las que viven en las aguas frías de las Islas Británicas parecen idénticas. Sin embargo, su genoma cuenta una historia muy distinta. Un equipo liderado por la Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC) y la Universidad de Barcelona ha descubierto que esta especie presenta un número inusualmente elevado de inversiones cromosómicas —grandes fragmentos de cromosomas que aparecen “del revés” en algunos individuos—, que afectan al 18,6% de su genoma y se asocian a las condiciones ambientales de cada región.
“Lo más interesante es que las variantes de estas inversiones no se distribuyen al azar entre las poblaciones estudiadas, sino que aparecen asociadas a distintas regiones geográficas”, explica Carlos Leiva, investigador de la Estación Biológica de Doñana. “Muchas de ellas son más frecuentes en regiones cálidas y salinas como el Mediterráneo, mientras que otras aparecen asociadas a zonas más frías, como las Islas Británicas”.
Dentro de estas regiones invertidas se han identificado genes relacionados con la respuesta al estrés térmico, la osmorregulación (regulación del equilibrio de sales), la respuesta inmune y la percepción ambiental. Aunque estos hallazgos deberán validarse con experimentos, ya apuntan a que la organización del genoma —y no solo las mutaciones puntuales— desempeña un papel clave en la adaptación a ambientes diferentes, incluso cuando las poblaciones están muy conectadas entre sí.
El resultado resulta especialmente sorprendente por un rasgo habitual en muchos organismos marinos: la gran movilidad de las larvas. Aunque los adultos se desplazan poco, las larvas de Marthasterias glacialis pueden recorrer cientos de kilómetros impulsadas por las corrientes, lo que en teoría debería homogenizar las poblaciones y dificultar las diferencias adaptativas locales. El estudio demuestra, sin embargo, que determinadas zonas del genoma escapan a esa mezcla.
“Estas regiones actúan como bloques que se heredan conjuntamente, conservando así combinaciones de genes beneficiosas para vivir en condiciones ambientales concretas, con diferencias de temperatura o salinidad”, señala Marta Martín Huete, investigadora predoctoral de la Universidad de Barcelona.
Se trata de un mecanismo similar a los “supergenes”: al reducir la recombinación, las inversiones mantienen juntas variantes genéticas útiles para un entorno concreto.
Para llegar a estas conclusiones, el equipo analizó muestras de casi 300 ejemplares procedentes de 19 localidades del Atlántico nororiental y el Mediterráneo occidental: Islas Británicas, Azores, costa atlántica europea y Mediterráneo. Compararon miles de marcadores genéticos con un genoma de referencia de la especie e integraron los datos con información ambiental de temperatura y salinidad. Algunos reportes hablan de al menos 16 grandes bloques genéticos compatibles con estas inversiones.
Estudios previos ya habían detectado cierta diferenciación mitocondrial entre linajes atlánticos y mediterráneos, posiblemente ligada a oscilaciones del nivel del mar durante el Pleistoceno, pero el nuevo trabajo revela una capa de diversidad estructural mucho más fina y potencialmente adaptativa.
El hallazgo muestra que una especie ampliamente distribuida, con poblaciones aparentemente conectadas y homogéneas, puede esconder una importante diversidad adaptativa en su genoma. Distintas poblaciones podrían responder de forma diferente al calentamiento del océano o a cambios en la salinidad.
“Estos resultados abren la puerta a nuevos estudios para comprobar si estas inversiones cromosómicas se traducen efectivamente en diferencias biológicas entre individuos, como una mayor tolerancia al calor, resistencia a cambios de salinidad, variaciones en el crecimiento o la reproducción”, concluye Leiva.
