Los cefalópodos pueden tener los cromosomas sexuales más antiguos de cualquier animal, según un nuevo descubrimiento en el genoma del pulpo.
Eso es un gran problema dado que los científicos no sabían hasta ahora si estas criaturas extrañas incluso tenían una forma de determinación sexual escrita en sus genes.
Por fin, los investigadores de la Universidad de Oregón parecen haber resuelto el misterio.
Su estudio revisado por pares proporciona la primera evidencia de determinación del sexo genético entre los cefalópodos, rastreando el origen del cromosoma sexual hasta hace más de 480 millones de años.
Para determinar si un pulpo es hombre o mujer, los biólogos se han basado previamente en la observación, diferenciando entre los cuales los individuos ponen huevos versus que producen esperma.
La búsqueda en el genoma del pulpo no había mostrado un signo claro de un sistema de cromosomas sexuales. Los científicos comenzaban a preguntarse si quizás los cefalópodos eran como algunos peces y reptiles, con el sexo determinado a través de factores ambientales como la temperatura a la que se mantienen los huevos en lugar de la herencia de cromosomas distintos.
Examinar los genes del pulpo de dos puntos de California (Octopus bimaculoides) – el primer cefalópodo en secuenciar todo su genoma – Los investigadores finalmente han encontrado un par cromosómico único.
Lo descubrieron en el cromosoma número 17, y solo se destacó para los investigadores cuando compararon el genoma de pulpo masculino que había sido completamente secuenciado a una mujer. El pulpo femenino parecía faltar a una de las dos copias.
“Este cromosoma en particular tenía la mitad de la cantidad de datos de secuenciación, lo que indicaba que solo había una copia”. dice Gabrielle Coffing, candidata a doctorado en biología y primera autora del nuevo estudio.
“Entonces, como exploramos más, llegamos a la conclusión de que debemos haber tropezado con un cromosoma sexual”.
Los humanos confiamos en un sistema XY, en el que dos cromosomas X creamos el plan de cuerpo femenino predeterminado, mientras que la presencia de un cromosoma Y generalmente desencadena el desarrollo de las características masculinas.
Los pulpos tienen un sistema opuesto. Son los machos los que generalmente tienen un par doble-Z y hembras que tienen solo un cromosoma Z.
Para ver si este sistema estaba presente en otros cefalópodos, los investigadores compararon los genomas de tres especies de pulpo, tres especies de calamares y un nautilus.
Ellos concluido que el cromosoma Z cefalópodo Z es “un atípico genómico” que tiene “un único origen antiguo”.
Los genomas de dos especies de calamares y el pulpo común de Asia oriental (Octopus sinensis) tenían firmas atípicas similares, pero debido a que estas criaturas son de diferentes linajes, sugiere que el cromosoma Z se originó antes de su división.
Después de una mayor investigación, Coffing y Team descubrieron evidencia del cromosoma Z en el Nautilus de la cámara (Nautilus pompilius). N. Pompilius separado del pulpo desde hace 520-398 millones de años, con investigación reciente colocando esta división en hace unos 482 millones de años.
Como tal, investigadores de la Universidad de Oregón argumentar que el cromosoma Z “tenía que haber originado al menos esto hace mucho tiempo”.
Esto significa que el pulpo podría tener el cromosoma sexual animal más antiguo hasta ahora encontrado, superando incluso algunos insectos que son pensamiento tener cromosomas sexuales que datan de 450 millones de años.
Sin embargo, en comparación con los de los pulpos, estos cromosomas sexuales de artrópodos están mal conservados entre las especies.
Para comparaciones, el cromosoma de vertebrados aceptado más antiguo es el de un pez esturión, que se cree que tiene unos 180 millones de años. Las hembras de peces esturiones tienen un par de cromosoma sexual ZW en lugar del cromosoma Z “hemizygous” del pulpo femenino.
El Sistema de determinación sexual de ZW se ve en pájaros, crustáceos y algunos insectos.
Es posible que el cromosoma W del pulpo correspondiente se haya perdido con el tiempo de una manera similar a la trayectoria desafortunada de el cromosoma y en humanos.
La historia detrás de los cromosomas sexuales ha cambiado mucho en los últimos años. Una vez, fueron pensado para ser Características intrínsecas de la determinación del sexo en animales. Pero la investigación biológica tiende a ser sesgada hacia los mamíferos.
Como resultado, algunos peces y reptiles, como los cocodrilos, no tienen cromosomas sexuales en absoluto. El sexo de su descendencia está determinado por otros factores externos a través de regulaciones epigenéticas.
Claramente, todavía hay mucho que aprender sobre cómo evolucionaron los cromosomas sexuales y por qué. Los pulpos, con sus profundas raíces evolutivas, podrían ser modelos fascinantes para futuras investigaciones.
“Los cefalópodos ya son criaturas tan interesantes, y hay tantas cosas que todavía estamos aprendiendo sobre ellos, especialmente en neurociencia”, Coffing dice.
“Esto solo muestra una cosa más interesante sobre ellos: tienen cromosomas sexuales realmente antiguos”.
La investigación se publica en Biología actual.
Una versión anterior de este artículo se publicó en marzo de 2024 antes de que la investigación fuera revisada por pares.