Casi todos los salvajemente variados, Los peces de colores que pueblan los arrecifes de coral comienzan su vida como pequeños, incoloro, larvas parecidas a renacuajos. Distinguir uno del otro es casi imposible, incluso para los expertos, y esto presenta un desafío difícil para quienes estudian la ecología de los arrecifes. El profesor Rotem Sorek del Instituto de Ciencias Weizmann; Prof. Roi Holzman de la Escuela de Zoología y el Museo Steinhardt de Historia Natural, Universidad de Tel Aviv; y el Dr. Moshe Kiflawi de la Universidad Ben Gurion ahora han producido una forma de comprender con precisión qué especies de larvas están presentes en el agua alrededor de los arrecifes. Su estudio, que involucró "códigos de barras" genéticos de casi todas las especies de peces en el golfo entre Eilat y Aqaba, no solo mostró qué larvas había en el golfo, pero ¿cuántos de cada uno estaban nadando? en qué época del año y a qué profundidad. Este estudio fue publicado recientemente en la revista Ecología y evolución de la naturaleza .

"Comprender los tipos y la distribución de las larvas es importante por varias razones, "dice Holzman. Él y Kiflawi son investigadores residentes en el Instituto Interuniversitario de Ciencias Marinas (IUI) en Eilat. Por un lado, son solo las larvas las que se dispersan, bañada por corrientes y corrientes, mientras que los peces adultos de arrecife tienden a permanecer cerca de su arrecife de origen. A los ecologistas marinos que monitorearían las larvas, son una parte integral del ecosistema, así como de su futuro. Y dado que el número de larvas puede revelar algo sobre las posibles poblaciones de peces adultos, monitorearlos también podría ser útil para la ordenación pesquera.

Los investigadores utilizaron el buque de investigación de IUI, que está equipado con un equipo sofisticado que puede muestrear larvas de profundidades determinadas. Tomaron muestras de larvas dos veces al mes durante el transcurso de un año completo en varios sitios y profundidades cerca de las dos costas del golfo estrecho, así como en su centro profundo. "Tuvimos más de 10, 000 larvas muestreadas, "dice Kiflawi, "pero las técnicas actuales implican inspeccionar las larvas bajo un microscopio y contar sus espinas, lo que puede apuntar a la familia taxonómica, pero no la especie, y también lleva mucho tiempo. Afortunadamente, habíamos hablado de esto con Sorek, que en ese momento estaba de visita en el IIU ".

El laboratorio de Sorek en el Departamento de Genética Molecular del Instituto Weizmann normalmente se ocupa de diferentes genomas:los de las bacterias. "Pensé que las técnicas de la investigación genómica que empleamos en mi laboratorio podrían determinar la identidad de las larvas mediante la secuenciación de un 'código de barras' de sus genomas, ", dice. La estudiante de investigación Naama Kimmerling del laboratorio de Kiflawi, La científica Tamara Gurevitch del laboratorio de Holzman, el estudiante de investigación Omer Zuqert y los científicos del personal Dr. Gil Amitai y Sarah Melamed del laboratorio de Sorek, junto con sus grupos de investigación y colegas, adaptó estas técnicas para identificar larvas de peces.

"Pero antes de que pudiéramos aplicar el método, "dice Sorek, "Tuvimos que crear una base de datos de 'códigos de barras' para todos los peces de arrecife del golfo. Eso fue una hazaña en sí misma. los miembros del equipo empezaron a bucear en el golfo para cortar las aletas de peces adultos para el análisis de ADN. Por último, logramos crear una base de datos de códigos de barras para alrededor del 80% de las principales especies de peces (420 de alrededor de 540) conocidas por frecuentar el arrecife ". El código de barras genético es una técnica basada en comparar el ADN de un gen específico cuya secuencia varía de una especie a otra. especie. Este conveniente, la técnica de "etiquetado" muy precisa tiene numerosos usos en el mundo de la investigación biológica; era una forma incontrovertible de emparejar las larvas con sus formas adultas.

La secuenciación de los genomas larvarios se llevó a cabo en las instalaciones avanzadas del Centro Nacional de Medicina Personalizada Stephen and Nancy Grand Israel en el campus de Weizmann. Hasta ahora, el uso de códigos de barras para analizar muestras grandes no ha sido práctico. Pero en este estudio, todo el ADN de cada muestra se secuenció utilizando una técnica de 'metagenómica', si la muestra contenía un individuo o 500 larvas. "Inventamos un 'truco' que hace coincidir las imágenes de las larvas con su secuencia de ADN, "dice Sorek, "y esto nos permitió saber exactamente cuántas larvas individuales de cada especie había en la muestra. Pero para obtener una para cada una, tuvimos que secuenciar billones de bases de ADN ".

En total, el equipo secuenció los genomas de alrededor de 10, 000 larvas en 400 muestras diferentes. Por último, crearon una especie de mapa que podría decirles, especie por especie, cuántos se pueden encontrar, en que época del año en qué ubicación y profundidad en particular.

"Porque ahora podemos analizar miles de larvas con una resolución mucho más fina de lo que era posible anteriormente, "dice Kiflawi, "ahora podríamos acercarnos a las diferencias ecológicas entre las especies. Si se hubiera supuesto que las larvas de una familia de peces viven tanto en aguas poco profundas como profundas, ahora pudimos ver que algunas especies de la familia prefieren las aguas poco profundas, mientras que otros prefieren aguas más profundas, una diferencia que puede afectar su supervivencia y dispersión ".

Los hallazgos también resolvieron varios misterios, por ejemplo, la invasión al Mediterráneo de un pequeño pez globo conocido como espinoso blaasop. Los peces adultos viven a profundidades de varios cientos de metros, sin embargo, presumiblemente cruzan a través del Canal de Suez, que tiene solo unos 25 metros de profundidad. El estudio muestra que las larvas pueden habitar en aguas poco profundas, y son probablemente estos los que se han movido a lo largo de las rutas de navegación. El muestreo también reveló larvas de peces que se encuentran más al sur en el Mar Rojo. pero no en el golfo. Este hallazgo planteó nuevas preguntas sobre por qué estas larvas no llegan a la edad adulta allí.

Sorek:"Aunque el proceso inicial fue un poco arduo, ahora tenemos una excelente herramienta para monitorear la salud del ecosistema del arrecife, y otros investigadores de arrecifes pueden seguir su ejemplo ".