El hecho de que los genomas codificados puedan manifestarse como fenotipos que responden a perturbaciones ambientales es una característica fascinante de los organismos vivos. La forma en que dicha plasticidad del desarrollo se regula a nivel molecular está comenzando a descubrirse con la ayuda del desarrollo de técnicas ómicas.

Una nueva investigación de la Estación Biológica de Doñana, junto investigadores de la Universidad de Liverpool, ha estudiado un pequeño grupo de genes cuya expresión diferencial explica las diferencias entre especies de anfibios en la sensibilidad del desarrollo larvario a las variaciones ambientales. Para ello, han comparado las respuestas de todo el transcriptoma de dos especies de sapo con diferente capacidad para acelerar el desarrollo de sus larvas frente a un riesgo ambiental compartido: el secado de estanques. Al comparar los perfiles de expresión génica a lo largo del tiempo y realizar análisis de redes entre especies, el equipo de investigación identificó ortólogos y vías genéticas funcionales cuya sensibilidad ambiental en la expresión ha divergido entre especies.

Una de las especies, Pelobates cultripes, con distribución esencialmente ibérica, tiene un desarrollo larvario muy largo (5-6 meses) y sus renacuajos pueden alcanzar un gran tamaño (> 20 g). Sin embargo, cuando las larvas de esta especie detectan que la charca empieza a secarse, pueden acelerar su desarrollo haciendo un gran esfuerzo metabólico y precipitar la metamorfosis rápidamente. En cambio, la especie Scaphiopus couchii, del suroeste norteamericano, tiene un desarrollo larvario mucho más canalizado y más rápido. Esta especie completa la metamorfosis en pocas semanas independientemente de las condiciones ambientales.

 Estudiando cambios en la expresión génica de larvas de estas dos especies expuestas experimentalmente a riesgo de desecación, el equipo investigador ha identificado un grupo de genes asociados al metabolismo de lípidos que reflejan las diferencias en plasticidad entre especies.

Los genes relacionados con la biosíntesis y el metabolismo de lípidos, colesterol y esteroides constituyen la mayor parte de un módulo de genes ambientalmente sensibles en una especie, pero canalizados en la otra. Los cambios evolutivos en la regulación de los genes identificados a través de estos análisis pueden haber sido clave en la acomodación genética de la plasticidad del desarrollo en este sistema.

Referencia: 

H Christoph Liedtke, Ewan Harney, Ivan Gomez-Mestre. Cross-species transcriptomics uncovers genes underlying genetic accommodation of developmental plasticity in spadefoot toads. Molecular Ecology. https://doi.org/10.1111/mec.15883