Pablo Oyarzún, director de la carrera de Biología Marina de la Universidad Andrés Bello, lidera una investigación sobre una de las especies más inusuales descritas en el reino animal: un molusco que cuenta con individuos hermafroditas, puede autofecundarse y presenta un sistema genético excepcional que podría ayudar a explicar cómo evolucionaron los mecanismos reproductivos en todos los animales.
¿Qué puede revelar un pequeño mejillón que habita las costas chilenas sobre el origen de los sexos y la evolución de la reproducción animal? Esa es una de las preguntas que busca responder el proyecto Fondecyt «The role of mitochondrial DNA in sex determination of Mytilidae: a unique case in Animalia that reveals the evolution of trioecy and hermaphroditism», liderado por Pablo Oyarzún, director de la carrera de Biología Marina de la Universidad Andrés Bello, junto al Dr. Juan Antonio Valdés, también de UNAB, y la Dra. Sophie Breton, de la Universidad de Montreal. La investigación busca comprender cómo surgen las estrategias reproductivas en el océano y qué papel desempeña el ADN en estos procesos.
El protagonista del estudio es el mejillón Semimytilus patagonicus, también conocido como ‘chorito negro’, una especie que habita desde hace millones de años las costas chilenas de Arica a Puerto Montt –-muy abundante en primavera y verano, pero que prácticamente desaparece del borde costero en invierno— y que hoy es considerada una de las especies más extraordinarias del reino animal. Se trata de la única especie conocida en la que evolucionó el hermafroditismo dentro de un grupo de moluscos donde todas las demás poseen sexos separados.
“En este proyecto estudiamos la reproducción de moluscos que son muy importantes para las costas de Chile. Uno de ellos –el mejillón Semimytilus patagonicus– presenta una característica extraordinaria, en sus poblaciones existen individuos machos, hembras y también hermafroditas, es decir, que poseen ambos sexos al mismo tiempo. Este fenómeno de tres sexos es extremadamente raro en animales, y solo se ha descrito en 7 especies en el mundo”, explica Oyarzún.
Según detalla el investigador, este mejillón también presenta un mecanismo de herencia del ADN mitocondrial que desafía uno de los principios más establecidos de la biología. Mientras prácticamente en todos los animales este material genético se hereda exclusivamente por vía materna, esta especie constituye una excepción, razón por la cual hoy representa un modelo único para estudiar la evolución de los mecanismos de determinación sexual.
Una especie única para entender la evolución
El interés científico por Semimytilus patagonicus no es reciente. En una investigación publicada en la revista Frontiers in Marine Science, liderada por Oyarzún, el equipo confirmó por primera vez la existencia de trioecia en este mejillón marino, constituyendo el primer caso descrito en moluscos.
El estudio analizó más de 4.100 ejemplares recolectados a lo largo de aproximadamente 2.500 kilómetros de costa chilena y comprobó que la proporción de machos, hembras y hermafroditas se mantiene estable en distintas poblaciones. Este hallazgo convirtió a la especie en un modelo excepcional para investigar cómo evolucionan los sistemas reproductivos en los animales.
“Hemos descubierto que la reproducción en los animales marinos es mucho más compleja de lo que imaginábamos y está fuertemente influenciada por el ambiente. Los animales están hace mucho más tiempo que nosotros en el planeta y, por tanto, han adquirido distintas estrategias reproductivas para sobrevivir por millones de años. Esas estrategias son las que estudiamos e intentamos comprender”, señala Oyarzún.
Los resultados obtenidos hasta ahora sugieren que el hermafroditismo y la autofecundación, que es la capacidad de generar descendencia sin necesidad de una pareja, lejos de ser anomalías, pueden constituir estrategias evolutivas.
“El hermafroditismo es una estrategia reproductiva muy utilizada por los animales, que les ha permitido sobrevivir en momentos hostiles. Incluso utilizando la autofecundación, algo que siempre se ha reportado como negativo para las poblaciones, en algunos casos es la estrategia reproductiva necesaria para sobrevivir. Y esa estrategia la guardan en el ADN para las siguientes generaciones”, afirma.
En una especie donde hay machos, hembras y hermafroditas simultáneos, las posibilidades de encontrar una pareja reproductiva aumentan. “Los hermafroditas pueden desempeñar tanto el rol masculino como el femenino, lo que incrementa las oportunidades de apareamiento”, explica Oyarzún.
“Por ello, frente a eventos que provoquen una fuerte disminución poblacional, una especie con este sistema reproductivo podría tener una mayor capacidad para recuperarse”, agrega.
Próximos pasos
Actualmente, el equipo realiza campañas en terreno y experimentos bajo condiciones controladas para estudiar procesos de fecundación y desarrollo temprano de invertebrados marinos. Los próximos pasos apuntan a profundizar en los mecanismos genéticos y moleculares que controlan la determinación sexual y comprender cómo estos procesos responden a cambios ambientales.
Para Oyarzún, este conocimiento también podría aportar herramientas para enfrentar desafíos futuros relacionados con la conservación marina y el cambio climático.
“Comprender cómo se reproducen los organismos marinos es clave para proteger la biodiversidad y enfrentar los cambios ambientales que afectan a los océanos”, señala.
“Este conocimiento podría tener aplicaciones futuras en acuicultura, conservación y manejo sustentable de recursos marinos. Además, entender los mecanismos que regulan la reproducción permitiría anticipar cómo ciertas especies podrían responder al cambio climático o a la contaminación marina”, concluye.
