CGL2017-83407-P - Análisis ecológico, evolutivo y genómico

La heterogeneidad ambiental es la regla en condiciones naturales. Frente a fluctuaciones ambientales los organismos solamente pueden migrar, variar su fenotipo, o modificar el ambiente. La capacidad de variar el fenotipo plásticamente en función del ambiente, ya sea a nivel de comportamiento, fisiología, morfología o historias de vida, está muy extendida en casi todos los taxones y constituye uno de los más eficaces mecanismos de supervivencia frente a cambios ambientales rápidos. Sin embargo, los ambientes son a menudo complejos y los organismos están expuestos a múltiples estímulos de naturaleza muy diversa que deben procesar para poder expresar un fenotípico apropiado. De hecho, a menudo los organismos pueden verse expuestos a estímulos que detonen en ellos respuestas fenotípicas divergentes o incluso opuestas. ¿Cómo responden los organismos en esos casos? En este proyecto estudiaremos los mecanismos neuroendocrinos y transcriptómicos que permiten a las larvas de anfibios alterar su desarrollo frente a dos riesgos ambientales fundamentales en los medios acuáticos: el riesgo de desecación y el riesgo de depredación. Estos riesgos activan respuestas opuestas en renacuajos, ya que la desecación de las charcas induce la aceleración del desarrollo y una metamorfosis temprana a expensas de un elevado coste metabólico y un menor tamaño en metamorfosis mientras que la presencia de depredadores induce una menor tasa de actividad y forrajeo, una reducción del metabolismo, y un crecimiento lento pero prolongado que puede resu􀂖ar en mayor tamaño en metamorfosis. No obstante, las charcas que van secándose siguen teniendo depredadores, por lo que este sistema es idóneo para estudiar cómo los organismos resuelven el conflicto de inducciones ambientales opuestas sobre su fenotipo. En los últimos tres años hemos estado desarrollando herramientas genómicas apropiadas para la principal especie de estudio, el sapo de espuelas (Pelobates cultripes), y en estos momentos contamos con buenos ensamblajes de su transcriptoma larvario y su genoma. Ello nos permite ahora estudiar aspectos novedosos en estudios ecológico evolutivos como es la regulación epigenómica de la plasticidad en el desarrollo. La mayor parte de los organismos poseen ciclos de vida complejos, y una de las alteraciones del desarrollo más comunes es ajustar el momento de transición entre lases del ciclo según las condiciones ambientales. En nuestro caso, es claro que los anlibios pueden modular adaptativamente cuando metamorfosean, dependiendo de las condiciones que perciben en el medio acuático. Sin embargo, esas alteraciones en las trayectorias de desarrollo tienen consecuencias para la lase postmetamórlica terrestre. Aqui evaluaremos esos effectos de carga y examinaremos la posibilidad de que transciendan a la siguiente generación, tanto por via materna como paterna. Finalmente, estamos interesados en averiguar cómo los cambios en el desarrollo inducidos ambientalmente se acomodan genéticamente, y cómo la selección durante el proceso puede determinar la evolución del propio genoma. Combinaremos análisis filogenéticos de la evolución de historias de vida y tamaño del genoma en anfibios para ver si existe relación entre ambos. Además secuenciaremos los genomas de dos especies para poder comparar los cambios en la arquitectura genómica que han sucedido en el grupo como consecuencia de selección a lavor de un desarrollo rápido y canalizado, resultando en un genoma de tamaño muy reducido.