En determinadas especies de gusanos anélidos marinos, las hembras sexualmente maduras expresan genes similares a los de los individuos juveniles, mientras que los machos tienen un patrón marcadamente diferente
Los gusanos anélidos de la familia Syllidae se reproducen mediante una amplia gama de estrategias, entre las que destaca la estolonización: Cuando un individuo madura sexualmente, produce una o varias unidades reproductivas independientes en su parte posterior, las cuales se desprenden del resto del cuerpo y nadan libremente hasta reproducirse y morir.
A pesar de esta variabilidad, todas estas estrategias reproductivas tienen en común que el sexo de los individuos no está determinado hasta el momento de la maduración sexual, pudiendo cambiar de sexo de una temporada a la siguiente o, incluso, en pocos días dentro de la misma temporada de reproducción.
Representación esquemática del ciclo de vida de Syllis prolifera (flechas verdes) y Nudisyllis pulligera (flechas rosas) / UAM
Desde hace décadas, numerosos estudios han revelado que estos cambios de sexo no son aleatorios, si no que la masculinización es más frecuente que la feminización. Además, se ha propuesto en varias ocasiones que tanto la maduración sexual como la determinación del sexo están controladas por un sistema hormonal en el que intervienen el cerebro y el proventrículo, un órgano especial del sistema digestivo de estos anélidos.
Sin embargo, a pesar de este conocimiento previo, los mecanismos genéticos que controlan la reproducción de los anélidos son casi totalmente desconocidos, y hasta el momento no se había estudiado qué genes podrían estar involucrados en controlar la determinación sexual en la familia Syllidae.
Control genético
Con el fin de obtener respuestas acerca del control genético de la reproducción en estos animales, investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y la Universidad de Göttingen (Alemania) utilizaron una técnica de secuenciación genética masiva conocida como RNA-seq.
Esta técnica permite extraer el ARN de las células de los ejemplares y estudiar la abundancia de cada tipo de molécula individual, para después analizarlas computacionalmente y obtener un reflejo de qué genes están activos en un momento dado (y en qué medida lo están).
Así, empleando esta técnica para estudiar hembras, machos e individuos sexualmente inmaduros de dos especies distintas, los investigadores lograron identificar un total de 762 genes que se expresaban de manera diferente en estas tres condiciones en la primera especie (Syllis prolifera), y un total de 1.214 en la segunda especie (Nudisyllis pulligera).
Estudios anteriores habían sugerido que en estas especies el sexo masculino representaba un sistema “por defecto”, mientras que la feminización requería la activación de mecanismos adicionales.
Sin embargo, el resultado más sorprendente de este nuevo análisis fue que mientras los genes expresados por las hembras eran muy similares a los expresados por los individuos no reproductores, en el caso de los machos existía una gran diferencia, lo que parece indicar que los resultados de estudios anteriores no habían sido correctamente interpretados.
En base a estos resultados, publicados en la revista Marine Genomics, los investigadores han propuesto que debe reinterpretarse la evidencia previa, y que es posible que exista un mecanismo genético que produzca una masculinización irreversible una vez se ha activado, algo que podría explicar por qué es raro observar eventos de feminización en estos animales.
Emplear técnicas masivas para abordar un tema totalmente desconocido ha permitido a los investigadores una primera aproximación a los muchos genes identificados. “Es probable que algunos tengan más relevancia que otros a la hora de controlar la maduración y la determinación del sexo. Sin embargo, ofrecen una información que futuras investigaciones podrán utilizar para centrarse en estudiar el efecto de genes concretos, y así entender mejor cómo funcionan las increíbles estrategias reproductivas de estos animales”, concluyen los autores.
Referencia bibliográfica:
Ponz-Segrelles, G., Passos Ribeiro, R., Bleidorn, C., Aguado Molina, M.T. 2020. Sex-specific gene expression differences in reproducing Syllis prolifera and Nudisyllis pulligera (Annelida, Syllidae). Marine Genomics 54, 100772 https://doi.org/10.1016/j.margen.2020.100772
