La rápida evolución de los peces: los cambios genómicos dentro de una generación

Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Daniel Berner en la Universidad de Departamento de Ciencias Ambientales de Basilea ha proporcionado ahora evidencia de la evolución rápida en una sola generación, utilizando peces de tres espinas espinoso como organismo modelo. El estudio de cinco años combina el trabajo de laboratorio, experimentos de campo, modelos matemáticos y análisis genómico.

Los tipos de hábitat: lagos y ríos

En la zona del Lago de Constanza, stickleback se han adaptado a diferentes hábitats ecológicamente, lagos y ríos. Para examinar la rapidez con que se produce la adaptación en todo el genoma, los peces de lagos y ríos que habitan se cruzaron en el laboratorio durante varias generaciones. Los genomas de los dos ecotipos fueron así mezclado, resultando en un genéticamente diversa población experimental.

En un segundo paso, los investigadores liberan miles de estos peces experimentales en un hábitat natural del río sin stickleback residente, exponiéndolos a la selección natural. Después de un año, los peces restantes fueron recapturados y examinó genéticamente.

"La hipótesis de este experimento fue que en el hábitat del río en el que los animales experimentales tuvieron que sobrevivir, las variantes genéticas de la población original río aumentarían en frecuencia," dice Berner. "Sin embargo, no teníamos ni idea de si esto sería medible en una sola generación."

Genomic análisis confirma hipótesis

Para grabar los cambios potenciales en el genoma, los investigadores primero tenían que identificar las regiones de ADN más probabilidades de ser dirigidos por la selección natural. Para ello, se comparan los lagos y ríos poblaciones originales basados ​​en datos de secuencias de ADN. Esto reveló cientos de regiones en el genoma probablemente importantes para la adaptación a las condiciones de lagos y ríos. Precisamente en estas regiones, los datos de secuencia de ADN de la población experimental de antes y después del experimento de campo se compararon luego para identificar cambios en la frecuencia de las variantes genéticas.

El resultado apoya la hipótesis: en promedio, la frecuencia de las variantes del río aumentó alrededor del 2,5% a expensas del lago variantes. "Esta diferencia puede parecer pequeña a primera vista, pero es realmente importante cuando se extrapola más de unas pocas docenas de generaciones", dice Berner. El experimento demuestra que la evolución puede ocurrir muy rápidamente justo en frente de nuestros ojos, y no sólo en los microorganismos. "Tal evolución rápida puede ayudar a algunos organismos para hacer frente a los actuales rápidos cambios ambientales causados ​​por los seres humanos", concluye Berner.