09/May/08

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El genoma del ornitorrinco desvela que es un cóctel de genes de mamíferos, aves y reptiles

La secuencia del genoma del animal australiano revela que tiene rasgos reptilianos únicos y que comparte sólo el 80% de los genes con el hombre.

Al ornitorrinco le toca siempre el sambenito de bicho raro. Este mamífero peludo provisto de pico plano y pies palmeados, que pone huevos pero amamanta a sus crías y que tiene un espolón venenoso en las patas traseras parece una excentricidad de la evolución, una quimera.

Cuando los naturalistas lo hallaron en Australia en el siglo XIX, alguien sugirió que era fruto del último instante de la creación, un ser formado con las piezas sueltas que le sobraron al hacedor tras ensamblar al resto de los animales.

Sin embargo, el ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus) no fue el último en sumarse a la fiesta, sino el más madrugador. Es el mamífero cuya línea evolutiva más se aleja del ser humano, pues divergió a partir de un ancestro común hace 166 millones de años, cuando los antepasados de los mamíferos empezaban a surgir a partir de los reptiles.

Un consorcio internacional de científicos acaba de secuenciar su genoma completo y ha corroborado ese origen primitivo. Pero, sobre todo, ha demostrado también lo extraño que es. Porque no se trata sólo de que lo parezca por su anatomía, sino que también lo es su patrimonio genético. Es un cóctel de ADN que lo relaciona con los reptiles, las aves y los mamíferos. Rasgos que hoy no suelen aparecer juntos, pero que sí debieron estarlo en el pasado, cuando la naturaleza creaba diseños.

El trabajo ocupa hoy la portada de Nature y se presenta como «un avance incalculabe para saber cómo han surgido los principales procesos biológicos de los mamíferos», con aplicaciones prácticas incluso en materia de salud humana. Científicos de EEUU, Australia, Inglaterra, Alemania, Israel, Japón, Nueva Zelanda y España han trabajado para secuenciar el genoma del ornitorrinco y compararlo con otros ya conocidos, como los del hombre, el ratón, el perro, un marsupial americano, un tipo de lagarto y la gallina. El ornitorrinco comparte el 80% del genoma con el ser humano, lo que supone una gran distancia. Pero lo fundamental ha sido descubrir qué partes ya perdidas por el resto de mamíferos aún conserva, y cuáles son únicas en él.

Uno de los autores líderes, el investigador Chris Ponting, de la Universidad de Oxford, afirma en Nature: «El genoma del ornitorrinco es el eslabón perdido [...]. Es el billete para viajar atrás en el tiempo, cuando todos los mamíferos ponían huevos y amamantaban a sus crías. Además, nos ofrece un saber básico para futuros avances en la biología y la evolución de los mamíferos».

Participación española

El Instituto de Oncología de la Universidad de Oviedo ha participado también en el estudio. Carlos López-Otín explica que a su equipo le ha correspondido analizar la parte del genoma que codifica las proteasas, un grupo de más de 600 enzimas que ayudan a digerir las proteínas de la dieta.

El ornitorrinco tiene algunas proteasas que faltan en los demás mamíferos y carece de otras comunes al resto porque ha perdido los genes que las codificaban. López-Otín cree que han detectado la clave molecular de por qué este animal no tiene un estómago como el del resto de mamíferos y suple con estrategias mecánicas o fisiológicas la ausencia de proteasas. «Hemos visto que no es necesario ganar genes y funciones para evolucionar sino que se pueden usar otros» concluye López-Otín.

El granito de arena aportado por el equipo español se une a las aportaciones del resto del equipo internacional. Al comparar el genoma del más primitivo de los mamíferos con el nuestro y el de otros intermedios, esperan saber cómo funciona el genoma humano. Estos son algunos de los hallazgos hasta ahora:

Infecciones. Los genes del ornitorrinco relacionados con el sistema inmunológico son similares a los del resto de mamíferos, pero el ornitorrinco ha expandido la familia génica que codifica un péptido antimicrobiano llamado cathelicidina que apenas está desarrollado en el resto. Eso permite sobrevivir a sus crías inmaduras.

Veneno. El veneno de los machos de ornitorrinco proviene de duplicaciones producidas a lo largo del tiempo en ciertos genes heredados del genoma reptiliano ancestral. Los reptiles actuales también han desarrollado esa parte del genoma, pero por su cuenta y después de separarse de la línea del ornitorrinco. Que ambos produzcan veneno es un caso de convergencia evolutiva.

Sexo. Los cromosomas del ornitorrinco relacionados con la determinación sexual están relacionados con las aves y no con los mamíferos. En lugar de tener un par de cromosomas sexuales tienen cinco pares.

Olfato. A diferencia de reptiles y aves el ornitorrinco tiene olfato, como los mamíferos. Pero sólo tiene la mitad de receptores de olor. Ha suplido el resto expandiendo los genes que codifican un determinado receptor de olor, el vomeronasal, para oler bajo el agua.

Fuente: El Mundo. Aportado por d j b