Un evento de duplicación del genoma completo ocurrido hace aproximadamente 400 millones de años puede ser responsable de la evolución de los órganos que hilan la seda de las arañas, según un nuevo estudio publicado en Science Advances. Esto sugiere que una de las herramientas biológicas más notables de la naturaleza surgió de un accidente genético masivo.
El origen accidental de las hileras
Durante años, los científicos se han preguntado cómo las arañas desarrollaron las complejas estructuras llamadas hileras, que producen la seda increíblemente fuerte y versátil que utilizan para sus redes, la caza y la reproducción. La teoría principal sugería que estos órganos surgieron de modificaciones en genes existentes que modelan las extremidades. Sin embargo, los mecanismos genéticos subyacentes seguían sin estar claros.
Investigadores dirigidos por Shuqiang Li de la Universidad Normal de Anhui en China analizaron los genomas de dos especies de arañas y un escorpión látigo, comparándolos con otros parientes arácnidos. Sus hallazgos revelaron que un antiguo ancestro de arañas, escorpiones y escorpiones látigo experimentó una duplicación completa de todo su genoma. Esto significó que cada gen fue copiado, creando un aumento masivo de material genético.
El papel de los genes abdominales A
El estudio identificó un par de genes específico, abdominal-A, como crítico en el desarrollo de las hileras. Los experimentos con embriones de araña demostraron que la desactivación de este gen daba como resultado que los embriones carecieran por completo de hileras.
“Los genes duplicados parecen haber desarrollado funciones diferentes después de la duplicación”, explicó Li. “Trabajando juntos, crean las hileras especializadas que vemos hoy”. Esto sugiere que la duplicación inicial no fue sólo un evento aleatorio sino un paso clave en la configuración de la evolución de las arañas.
Por qué es importante la duplicación del genoma
La duplicación del genoma completo es común en la evolución de las plantas, pero relativamente rara entre los animales. Cuando esto sucede, crea oportunidades para nuevas interacciones genéticas y cambios evolutivos importantes. Se ha relacionado con la diversificación de los vertebrados con mandíbulas y puede explicar por qué las arañas desarrollaron órganos para hilar la seda en primer lugar.
Prashant Sharma, biólogo de la Universidad de Wisconsin-Madison, señala que si bien la investigación es “hermosa”, no descarta por completo explicaciones alternativas. Algunos artrópodos carecen del gen abdominal-A pero aún tienen cuerpos truncados, lo que sugiere que el gen podría controlar algo más que el desarrollo de la hilera.
“Es posible que los investigadores hayan dado con una ruta genética para crear un animal parecido a una araña marina o a un ácaro”, dice Sharma.
A pesar de esta incertidumbre, Li enfatiza que la duplicación del genoma es un factor recurrente de la diversidad animal. Este evento genético accidental puede haber sido el catalizador de una de las adaptaciones más fascinantes de la naturaleza.
El estudio destaca cómo pueden surgir cambios evolutivos importantes a partir de errores genéticos inesperados, convirtiendo los accidentes en adaptaciones a lo largo de millones de años. El origen de la seda de araña es un ejemplo vívido de cómo la aleatoriedad y la oportunidad chocan en la historia de la vida en la Tierra.
