Descobreixen com els vertebrats van assolir l'èxit evolutiu

Granotes, llenguados, sargantanes, cocodrils, àligues, lleons, humans... Són exemples de vertebrats, un grup animal amb una gran diversitat i present pràcticament a tots els ecosistemes del planeta. Quins canvis genètics li van proporcionar aquesta gran varietat i la capacitat d'adaptar-se a tants entorns diferents? Un equip internacional amb participació d'investigadors catalans en dona una resposta.

De forma molt resumida, els vertebrats es van originar i evolucionar gràcies a una regulació complexa i especialitzada dels gens. Així ho exposa un equip coliderat per investigadors del Centre de Regulació Genòmica (CRG), el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i el Centre Nacional d'Investigació Científica (CNRS) de França. L'estudi s'ha publicat a la revista "Nature".

Els vertebrats comparteixen un conjunt de sistemes de regulació dels gens únic. Això dona lloc a moltes funcions i fa necessari un gran nombre de cèl·lules especialitzades, teixits i òrgans. Després d'analitzar diverses espècies, els investigadors han trobat dues diferències clau, com explica Manuel Irimia, del CRG i un dels líders de l'estudi:

"En primer lloc, hem vist que, en general, els nostres gens tenen una regulació molt més complexa que els invertebrats. La segona diferència és que comptem amb còpies de gens que originàriament realitzaven només funcions molt generals, però que en els vertebrats s'han especialitzat en funcions molt més específiques, sobretot en el cervell."

Per arribar a aquestes conclusions, els científics van estudiar els genomes de diverses espècies de vertebrats: peix zebra, peix medaka, granota, pollastre, ratolí i humà. Però per comprendre l'origen de la regulació dels gens calia una espècie que proporcionés informació sobre la transició entre invertebrats i vertebrats.

I el van trobar en la llenceta o amfiox, un peix del qual es coneixen unes vint-i-cinc espècies i que va sorgir fa uns 500 milions d'anys. És, per tant, un fòssil vivent. I per això se l'utilitza molt en recerca, com explica Héctor Escriva, un altre dels investigadors que han liderat l'estudi i que treballa a la Universitat de la Sorbona, a París, i al Centre Oceanològic de Banyuls de la Marenda, al Rosselló:

"L'amfiox s'utilitza com a model en recerca des del segle XIX. El seu genoma ha evolucionat molt lentament i sense les duplicacions que tenen els vertebrats. És per això que l'amfiox serveix com a referència en comparacions evolutives per entendre l'origen del nostre llinatge."

Els autors han observat que la regulació dels gens responsables de l'anatomia bàsica està molt conservada entre espècies, però que els vertebrats van incorporar més regions reguladores. I això els va permetre adquirir noves funcions.

El treball també ha permès entendre com les duplicacions genòmiques que van ocórrer en l'origen de vertebrats van contribuir a diversificar les funcions dels gens. Hi ha còpies de gens que s'especialitzen en una funció en teixits concrets. Això ha permès incorporar moltes funcions en òrgans com el cervell i han resultat essencials per a l'èxit evolutiu dels vertebrats.