La elevada mortalidad en las primeras etapas de la vida es un fenómeno muy común en peces y otras especies, pero poco estudiado a causa de su complejidad. Un nuevo estudio de la Universidad de Barcelona y el Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC) ha analizado si esta mortalidad en el sargo picudo (Diplodus puntazzo), una especie característica del Mediterráneo y con un importante interés comercial, se debe al azar o está determinada genéticamente. Los resultados, publicados en la revista Scientific Reports, demuestran que la supervivencia de este pez en los primeros meses tiene una base genética y está también asociada al momento del nacimiento.
La investigación está liderada por Marta Pascual, profesora de la Facultad de Biología y miembro del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio) de la UB, y Enrique Macpherson, profesor de investigación del CEAB-CSIC. También han participado Héctor Torrado (CEAB-CSIC e IRBio), Cinta Pegueroles (IRBio), Carlos Carreras (IRBio) y Nuria Raventós (CEAB-CSIC).
Una especie con un papel ecológico importante
El sargo picudo es un animal que habita los arrecifes de costa rocosa y los prados de hierbas marinas a lo largo del mar Mediterráneo y el Atlántico oriental, donde desempeña un papel ecológico clave, ya que es el único pez mediterráneo con un espectro de presas amplio, que incluye presas tóxicas como esponjas, equinodermos y celentéreos. Para averiguar las causas de su mortalidad durante las primeras fases de vida, los investigadores han comparado datos genómicos con datos fenotípicos y ambientales de reclutas, individuos que apenas se asentaron en octubre después de estar como larvas en el plancton, y de supervivientes, peces de seis meses que habían sobrevivido el invierno.
En total, han analizado 105 individuos de tres poblaciones a lo largo de un gradiente geográfico, concretamente en las zonas costeras de Blanes, Jávea y Agua Amarga. «El hecho de analizar en tres poblaciones distintas a los individuos que se asientan por primera vez y los que sobreviven nos ha permitido identificar procesos de evolución paralela asociados a variables ambientales y fenotípicas», explican los investigadores.
La información sobre los peces y entornos analizados se infirió a partir del análisis de sus otolitos, huesos situados en la parte interna del oído. «Se trata de unas estructuras óseas que presentan anillos de crecimiento diarios y que permiten conocer, cuando se agarra a un individuo, una serie de variables como cuando nació y qué tamaño tenía, cuándo se asentó y qué tasa de crecimiento va tener o cuántos días estuvo en el plancton; asimismo, permiten registrar variables ambientales de la temperatura y también de las fases lunares», destacan.
Esta información se combinó con datos genómicos para evaluar la base genética de los rasgos asociados a la supervivencia. En concreto, los investigadores utilizaron tecnologías de secuenciación de alto rendimiento y, específicamente, de los marcadores de ADN asociados a lugares de restricción (2b-RAD), una técnica que permite llevar a cabo estudios de poblaciones de sargo picudo sin el suyo genoma de referencia. «Las aproximaciones genómicas nos están abriendo unas posibilidades enormes de analizar preguntas que serían difíciles de abordar de otra manera», subrayan.
Los individuos que sobreviven son los que nacen más tarde
Los resultados mostraron señales claras de mortalidad selectiva mayoritariamente asociadas al momento del nacimiento, la temperatura de la superficie del mar y la tasa de crecimiento durante la fase larvaria. «Es muy interesante ver que en esta especie, que se reproduce a finales del verano y principios de otoño, los individuos que mejor sobreviven son aquellos que nacen más tarde, en condiciones más frías, y crecen más lentamente, y sobre todo que la genética es importante en esa supervivencia», añaden.
Con las técnicas de secuenciación, se encontraron 122 loci que presentan una asociación significativa a estas variables fenotípicas y ambientales de forma paralela en las tres poblaciones analizadas. El hecho de encontrar cambios genómicos paralelos entre estas poblaciones apoya la idea de la base genética de esta mortalidad durante los primeros seis meses de vida. «Nuestro estudio es el primero que hace una aproximación genómica y en distintas localidades. Es muy importante tener este muestreo, ya que demuestra que los resultados no pueden deberse al azar», recalcan.
«Por eso —continúan—, tratamos a las diferentes poblaciones como réplicas de la supervivencia y nos fijamos mayoritariamente en los cambios que van en la misma dirección».
Una metodología pionera
La metodología seguida en este trabajo también ofrece un prototipo para futuros estudios genómicos y ecológicos de ésta y otras especies que permitirá evaluar las causas que determinan la mortalidad selectiva en estado salvaje durante esta temprana etapa. «Hasta ahora no ha habido estudios que hayan combinado las metodologías y tipos de muestreo que nosotros hemos utilizado. Nuestro estudio sienta las bases para poder analizar la supervivencia en etapas tempranas en la naturaleza, determinar si este proceso es fortuito o bien está determinado genéticamente y entender con estudios a largo plazo cómo se mantienen los polimorfismos en las poblaciones en presencia de selección», argumentan los investigadores.
Proyecto de secuenciación del genoma del sargo picudo
Aunque existe un gran número de loci identificados asociados con estos rasgos, la mayoría no se han podido localizar en el genoma disponible más cercano al sargo picudo, lo que sugiere que se encuentran en regiones poco conservadas y hace necesario tener genomas filogenéticamente más cercanos para poder establecer la comparación. En este sentido, uno de los coautores del trabajo, el investigador del IRBio Carlos Carreras, ha liderado un estudio de la Iniciativa Catalana para el Earth Biogenome Project para secuenciar el sargo picudo y en estos momentos está en fase de anotación. «Esperamos que en un futuro esto nos ayude a identificar dónde están estos loci y qué papel pueden tener en la supervivencia de esta especie», apuntan.
Estudios para analizar la variación interanual
La continuación de esta investigación será comprobar cómo la selección puede cambiar dentro de una misma localidad y entre diferentes años, ya que, según los investigadores, existe una variación interanual que puede ser muy importante. «Que hayamos hallado mortalidad selectiva nos ha llevado a querer saber más. No sólo estamos obteniendo el genoma del sargo picudo con la calidad de los estándares internacionales, sino que también estamos analizando otros años. Queremos ver procesos de evolución paralela, como varían con el tiempo, a la vez que mirar si en cada población hay adaptación local. Y, con todo ello, identificar genes candidatos en los que podamos conocer su función», concluyen.
Artículo de referencia:
Torrado, H., Pegueroles, C., Raventós, N. et al. «Genomic basis for early-life mortality in sharpsnout seabream», Scientific Reports, octubre de 2022. Doi: https://doi.org/10.1038/s41598-022-21597-3
