Los investigadores han encontrado el cromosoma sexual más antiguo conocido en animales, el cromosoma Z del pulpo, que evolucionó por primera vez en un antiguo ancestro de los pulpos hace unos 380 millones de años. Los hallazgos responden a una pregunta muy antigua sobre cómo se dirige el desarrollo sexual en el grupo de criaturas marinas que incluye pulpos y calamares. Se trata probablemente del cromosoma sexual animal más antiguo conocido hasta la fecha, según el genetista evolutivo Andrew Kern de la Universidad de Oregón en Eugene. La determinación del sexo en los cefalópodos, como los calamares y los pulpos, era un misterio y estos datos apuntan a la influencia genómica en la determinación sexual.
En muchos animales, incluyendo la mayoría de los mamíferos y algunos insectos, los cromosomas sexuales determinan si un individuo se convierte en macho o hembra. En los seres humanos, las mujeres suelen tener dos cromosomas sexuales X, y los hombres suelen tener un cromosoma sexual X y un cromosoma sexual Y. Pero para algunos grupos de animales, como los cefalópodos, que incluyen animales de cuerpo blando como calamares y pulpos, así como criaturas de caparazón duro llamadas nautilus, los investigadores no han estado seguros de cómo los individuos se convierten en machos o hembras. En general, los científicos pensaban que los factores ambientales, como la temperatura, desempeñaban un papel, como ocurre con algunos reptiles y peces. En 2015, los científicos mostraron la secuenciación del genoma de un cefalópodo por primera vez, el de un pulpo macho de dos manchas de California, Octopus bimaculoides. En el último estudio, Kern y sus colegas mapearon el genoma de una hembra de pulpo de dos manchas de California. Descubrieron 29 pares de cromosomas y un solo cromosoma, llamado cromosoma 17. Por el contrario, el genoma del pulpo macho tenía dos copias del cromosoma 17. Esa diferencia llevó a los investigadores a plantear la hipótesis de que el cromosoma 17 era un cromosoma sexual.
La secuenciación del ADN de otros pulpos de O. bimaculoides confirmó la idea. Los machos siempre tenían dos copias del cromosoma 17, mientras que las mujeres tenían una copia. El cromosoma 17 también contenía varios genes similares a los que codifican proteínas en los tejidos reproductivos humanos, incluida una proteína que se encuentra en los espermatozoides. En los animales, incluidas las aves y las mariposas, los machos tienen de manera similar dos cromosomas sexuales Z, mientras que las hembras tienen un cromosoma sexual Z y un cromosoma sexual W. Los investigadores no pudieron encontrar un cromosoma W en los pulpos hembra. Eso sugiere que los hombres tienen cromosomas sexuales ZZ, mientras que las mujeres son ZO, donde la O denota la falta de un cromosoma W. El equipo también encontró cromosomas Z en otras especies de pulpos y calamares, pero no en un nautilus. Este patrón sugiere que el cromosoma Z evolucionó una vez en el linaje que condujo a los calamares y pulpos modernos, después de que este linaje se separase de los nautiloides de caparazón duro. Esto significa que el cromosoma Z apareció por primera vez hace entre 450 y 250 millones de años y se ha conservado hasta el día de hoy. Anteriormente, se pensaba que el cromosoma sexual animal más antiguo conocido había evolucionado en el pez esturión hace unos 180 millones de años. Este cromosoma está profundamente conservado evolutivamente, según Matthias Stöck, genetista evolutivo del Instituto Leibniz de Ecología de Agua Dulce y Pesca Continental en Berlín. Los datos presentados en este artículo definitivamente sugieren que los cefalópodos tienen uno de los cromosomas sexuales más antiguos tanto en animales como en plantas, señala Sarah Carey, quien estudia la evolución de los cromosomas sexuales en el Instituto HudsonAlpha de Biotecnología en Huntsville, Alabama.
Carissa Wong. Oldest known animal sex chromosome evolved in octopuses 380 million years ago. Nature. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00637-0.
Coffing., G. C. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2024.02.21.581452 (2024).
