El ornitorrinco, una especie endémica de Australia occidental y de la isla de Tasmania parecido a un castor y dotado de un pico de pato, exhibe una variedad de características extrañas: pone huevos en lugar de dar a luz crías vivas, produce leche y tiene unos espolones venenosos, además de muchos más cromosomas sexuales que los demás mamíferos. Por algo es considerado uno de los animales más extraños del mundo. Ahora, un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad de Copenhague ha realizado un exhaustivo análisis del genoma de esta extraña criatura y de sus primos hermanos: los equidnas. Sus conclusiones, publicadas recientemente en la revista Nature, aportan nuevos datos sobre esta criatura y su evolución.
Desde que los europeos descubrieron el ornitorrinco en Australia a finales del siglo XIX, la peculiar criatura semiacuática ha desconcertado a la comunidad científica.
Pone huevos, pero amamanta a sus crías. No es un ave, pero tiene un hocico en forma de pico de pato. Carece de dientes y los machos cuentan con un espolón venenoso. Desde que los europeos descubrieron el ornitorrinco en Australia a finales del siglo XIX, la peculiar criatura semiacuática ha desconcertado a la comunidad científica. Ahora, según esta nueva investigación, se sabe que que los monotremas, el orden al que pertenecen, se separó de los terios, la subclase de mamíferos a la que pertenecemos nosotros, hace unos 187 millones de años, unos 21 millones de años antes de lo que se pensaba, mientras que las dos especies (ornitorrincos y equidnas), pudieron separarse entre ellas hace unos 55 millones de años. La secuenciación genética de ambas especies ha permitido a los investigadores arrojar nueva luz sobre la evolución de estas extrañas criaturas, y por ende, de todos los mamíferos.
La importancia de la genética y la evolución
Para entender mejor la importancia de este estudio es preciso primero remontarse hasta los primeros ancestros de los mamíferos: los primeros sinápsidos, que difirieron de su grupo hermano, los saurópsidos, hace aproximadamente unos 300 millones de años. Estos dieron origen a los reptiles actuales, las aves y los dinosaurios, mientras que los sinápsidos siguieron evolucionando hasta hace aproximadamente unos 200 millones de años, cuando aparecieron los primeros mamíferos de los que se tiene constancia, entre ellos australosfénidos, el clado al que pertenecen los actuales ornitorrincos y los equidnas. ¿Por qué son tan extraños? ¿Qué características genéticas de estas criaturas pervivieron hasta nuestros días? ¿Tienen los actuales mamíferos algún rasgo genético en sus cromosomas que proceda de un antepasado común? Son algunas de las respuestas que buscaban los investigadores.
"El genoma completo nos ha proporcionado las respuestas a cómo surgieron algunas de las particularidades que convierten a estas criaturas en unos seres tan extraños. Al mismo tiempo, descodificar el genoma del ornitorrinco es importante para mejorar nuestra comprensión de cómo evolucionaron otros mamíferos, incluidos los humanos. Cómo evolucionamos para convertirnos en criaturas capaces de dar a luz crías vivas ”, explica el profesor Guojie Zhang del Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague.
Los ornitorrincos -asegura Zhang- pertenece a la clase de los mamíferos, aunque han conservado muchas de las características originales de sus antepasados, lo que probablemente contribuya a su éxito en la adaptación al entorno en el que viven.
Pone huevos pero amamanta a sus crías
Una de sus peculiaridades más destacadas es que son capaces de poner huevos y amamantar a sus crías, dos cualidades aparentemente incompatibles entre sí. Aunque, a diferencia de los equidnas, esta última función la realizan sin contar con glándulas mamarias. Es decir, la leche que producen 'exuda' directamente de los poros de la piel.
La respuesta a esta particularidad, según se detalla en el estudio, radica en la expresión los tres genes de la vitoligenina, una proteína precursora en la formación del huevo. Los tres genes están presentes, por ejemplo en las aves, pero no en los humanos. El estudio descubrió que los ornitorrincos todavía conservaban uno de esos tres genes, a pesar de haber perdido el otro hace aproximadamente unos 130 millones de años, razón por la que siguen poniendo huevos, aunque ya no necesitan de esa proteína para que sus crías se desarrollen.
En todos los demás mamíferos, entre los que nos encontramos los humanos, los genes de la vitelogenina han sido reemplazados por los de la caseína, una proteína de alto valor biológico presente en la leche. De hecho, los investigadores descubrieron que la leche que producen los ornitorrincos es bastante similar a la de otros mamíferos como las vacas lecheras a los humanos.
Un ancestro común explicaría la producción de leche
"Los resultados nos dicen que la producción de leche en todas las especies de mamíferos existentes se ha desarrollado a través del mismo conjunto de genes derivados de un ancestro común que vivió hace unos 180 millones de años, junto con los primeros dinosaurios del período Jurásico", asegura Guojie Zhang.
Otro rasgo que hace que el ornitorrinco sea tan único es que, a diferencia de la gran mayoría de los mamíferos, no tiene dientes. Aunque los antepasados más cercanos de estos monotremas sí que contaban con dentadura, el ornitorrinco moderno está equipado con un hocico en forma de pico de pato que se utilizan para triturar la comida. Todavía no se sabe la razón a ciencia cierta, pero el estudio revela que perdió sus dientes hace aproximadamente 120 millones de años, cuando desaparecieron cuatro de los ocho genes responsables del desarrollo de estas piezas.
Único animal con 10 cromosomas sexuales
Sin embargo, de entre todas las rarezas investigadas, la más curiosa trataba sobre el modo en el que estas criaturas determinaban su sexo. Los mamíferos, entre los que nos contamos los seres humanos, tenemos dos cromosomas sexuales: X e Y, cuya combinación determina el sexo. Los monotremas, descubrieron los investigadores, cuentan con 10: cinco cromosomas Y y cinco X.
Gracias a los genomas a nivel cromosómico casi completos, los investigadores ahora pueden sugerir que estos 10 cromosomas sexuales en los antepasados de los monotremas se organizaron en forma de anillo que luego se dividió en muchas partes pequeñas de cromosomas X e Y. Al mismo tiempo, el mapeo del genoma revela que la mayoría de los cromosomas sexuales monotremas tienen más en común con las gallinas que con los humanos, lo que demuestra el sorprendente vínculo entre los mamíferos y las aves. ¿Qué nuevas sorpresas nos deparará el estudio de estas criaturas? Los autores del estudio afirman que tienen previsto realizar una secuenciación más exhaustiva que permita ahondar todavía más en los secretos de estas criaturas que no paran de sorprendernos: el último de ellos hasta la fecha, publicado el año pasado, desveló que estas criaturas son capaces de emitir luz bioflurescente".