Los eucariotas, como los animales, los hongos, las plantas y usted, llevan ADN nuclear dentro del núcleo de la célula. La cantidad de ADN nuclear varía de un organismo a otro, y algunas células tienen que contener físicamente mucho más ADN que otras. Los efectos de la capacidad del ADN se han estudiado en plantas y animales, pero Dora Čertnerová y Pavel Škaloud han examinado cómo la variación del tamaño del genoma afecta a las algas unicelulares.
Puede parecer extraño examinar un organismo unicelular ahora, y que los biólogos hayan comenzado poco a poco antes de trabajar en organismos multicelulares. Čertnerová y Škaloud señalan una brecha en los datos que, según dicen, se debe a los desafíos de trabajar con especies unicelulares. Dicen que, a menudo, los biólogos trabajan con una cepa específica de un organismo y, por lo tanto, filtran gran parte de la diversidad de una especie antes de empezar a trabajar. Como resultado, se ha hecho poco en la variación dentro de la especie en el tamaño del genoma en organismos unicelulares.
Para abordar este problema, Čertnerová y Škaloud optaron por estudiar Synura petersenii. petersenii es un alga de agua dulce común que se encuentra en todo el mundo. Tiene un aspecto distintivo gracias a las escamas silíceas que crece sobre la superficie celular. Viene en muchas formas ligeramente diferentes y se ha sugerido que en lugar de ser una especie, de hecho es un complejo de especies de especies muy similares. De hecho, algunos trabajos recientes ya han distinguido bastantes especies diferentes del complejo.
Los botánicos intentaron describir la variabilidad intraespecífica del tamaño del genoma en un alga y luego continuar con más preguntas. ¿Hay consecuencias fenotípicas o fisiológicas en el tamaño del genoma? ¿Y el genoma varía con la ubicación ecogeográfica?
Reunieron más de cien cepas de petersenii de más de sesenta lugares en el hemisferio norte, y miró para ver cuánto ADN nuclear tenían las algas. Descubrieron que, según la célula que examinara, algunas algas podrían tener más del doble de ADN nuclear que otras algas de la misma especie. ¿Qué causa las diferencias?
Primero, los científicos son humanos y las herramientas tienen límites, entonces, ¿podría ser esto el resultado de un error? “[D]ebido al sólido protocolo FCM, la metodología consistente y, en general, la alta precisión de nuestros análisis, estamos convencidos de que el error de medición no ha contribuido sustancialmente a la variación del tamaño del genoma. Teniendo en cuenta la doble diferencia entre las estimaciones del tamaño del genoma más bajo y más alto, las etapas alternas del ciclo de vida o los eventos de duplicación (poliploidización) del genoma completo parecerían explicaciones probables”, escriben los autores en su artículo. Aunque también notan un defecto en esa explicación.
“Sin embargo, ninguno de estos mecanismos puede ser la única fuente de la diversidad observada en Sinura ya que no había categorías discretas de tamaño del genoma que reflejaran los cambios de ploidía inherentes. Otro argumento en contra de las etapas alternas del ciclo de vida es que las cepas analizadas nuevamente después de semanas (o dos años) exhibieron estimaciones del tamaño del genoma más o menos estables”.
Argumentan que otra explicación sería la existencia de una gran cantidad de elementos transponibles (TE). Estas son partes del genoma que pueden moverse dentro de él. Las duplicaciones agregarían fragmentos al genoma, y Čertnerová y Škaloud no pueden descartar duplicaciones de cromosomas completos.
Otra explicación que sugieren es la diversidad críptica, y que petersenii todavía describe un número de especies. El problema de aislar una sola especie podría deberse a cómo vive el alga.
"Synura petersenii es una especie colonial y generalmente se desconoce si las colonias están compuestas de células genéticamente idénticas o pueden combinar múltiples genotipos (cepas). Dado que los cultivos para este estudio se establecieron a partir de una colonia de células cada uno y siempre tuvieron un tamaño de genoma uniforme, planteamos la hipótesis de que las cepas de diferentes tamaños de genoma coexisten en una localidad en colonias bien separadas”, escriben Čertnerová y Škaloud.
“Nuestros resultados no pueden descartar el escenario de que varias categorías de tamaño del genoma en petersenii se combinan con barreras reproductivas y, por lo tanto, reflejan una diversidad críptica dentro del taxón”.
Los científicos encontraron que la diferencia en el tamaño del genoma tenía consecuencias para el alga. Las células con más ADN eran más grandes, pero crecían más lentamente. La correlación no fue tan estrecha como la encontrada en otras especies. Esto, dicen los autores, puede deberse a que las pruebas se realizan dentro de una especie, o que petersenii es capaz de responder a diferentes temperaturas y concentraciones de nutrientes.
Los autores tampoco encontraron un patrón ecogeográfico obvio en la distribución del genoma. De hecho, encontraron que había lugares donde coexistían algas con genomas de diferentes tamaños. Todavía no está claro qué indican estas diferencias, dicen Čertnerová y Škaloud. “Ya sea que estas cepas estén asociadas con barreras reproductivas (lo que sugiere una diversidad críptica dentro de petersenii) permaneció sin resolver, aunque la reproducción clonal prevaleciente de la especie podría contribuir sustancialmente al mantenimiento de la diversidad del tamaño del genoma local, incluso en su ausencia”.
Imagen de portada: Canva.
