Arrastrar una tenia que es un tercio de tu peso corporal puede ser una verdadera molestia. Entonces, el pez espinoso de tres espinas desarrolló resistencia a las tenias, pero la resistencia tiene sus propios costos, según muestra un equipo de investigadores en Science el 8 de septiembre.

Cuando el pez espinoso de tres espinas abandonó las aguas marinas para colonizar los lagos de agua dulce del norte hace unos 12.000 años, se encontraron con tenias de agua dulce. Las tenias invadieron sus abdómenes y crecieron, alcanzando enormes tamaños de un cuarto a un tercio del peso corporal del pez huésped. Sería como un humano de tamaño promedio que lleva una tenia de 50 libras. Algunas poblaciones de espinosos desarrollaron rápidamente una defensa:al encontrarse con una tenia, su sistema inmunológico forma tejido cicatricial a su alrededor, lo que detiene su crecimiento. Pero otras poblaciones de espinosos toleran los gusanos, dejando solo un poco de cicatriz o nada.

Los grupos de espinosos que cicatrizan contra las tenias y los que no pueden vivir muy cerca unos de otros, en lagos a solo millas de distancia. Hasta ahora, nadie ha entendido por qué algunas poblaciones de espinosos evolucionaron de una manera y otras de otra.

"Vemos esto en Alaska, en la Columbia Británica. Los colegas lo han visto en Escandinavia", dice el biólogo Dan Bolnick de UConn.

"Lo bueno de la coevolución entre las tenias y los peces es que es un proceso notablemente dinámico, y hay diferentes resultados de esta batalla evolutiva en cada lugar que miramos", dice Jesse Weber, biólogo de la Universidad de Wisconsin-Madison. Bolnick, Weber y Natalie Steinel, bióloga y directora asociada del Centro de Investigación y Capacitación de Patógenos de la Universidad de Massachusetts-Lowell, trabajaron juntos para responder a la pregunta sobre la resistencia del parásito espinoso. En el camino, demostraron que la resistencia a los parásitos no siempre es algo bueno.

Estudiaron los espinosos de los lagos cercanos Roberts y Gosling en la isla de Vancouver en la Columbia Británica. Ambos lagos tienen tenias y ambos tienen espinosos. Las dos poblaciones de peces espinosos son extremadamente similares. La principal diferencia es que los peces Roberts cicatrizan agresivamente para evitar que crezcan las tenias, y los peces Gosling no. La única otra diferencia obvia es que las hembras de Roberts se reproducen mucho menos exitosamente que las hembras de Gosling, aparentemente porque todo el tejido cicatricial en sus abdómenes lo hace más difícil.

Los investigadores querían saber qué genes eran responsables de la cicatrización y si la cicatrización era la razón por la que las hembras de Roberts no se reproducían tan bien. Pero si simplemente compararan directamente los genomas de los peces Roberts y Gosling, podrían confundirse con otras diferencias genéticas entre las poblaciones que eran irrelevantes para la cicatrización. Tuvieron que mezclar las dos poblaciones para que la única diferencia consistente entre dos peces fuera el rasgo de cicatrización.

Para reorganizar la baraja genética, los investigadores cruzaron peces de Roberts Lake con peces de Gosling. Estos híbridos de Roberts-Gosling eran todos similares, y cada uno tenía la mitad de sus genes de cada población. Luego, estos híbridos se cruzaron para crear una segunda generación. La segunda generación tenía muchas combinaciones diferentes de genes con peces individuales que tenían rasgos variados diferentes entre sí, sus padres híbridos y de la generación de abuelos de Roberts y Gosling.

Fue esta segunda generación mezclada genéticamente la que los investigadores expusieron a las tenias.

Después de exponerlos durante un número específico de días, el equipo observó las cantidades relativas de cicatrices y tenias en cada pez. Analizaron los genomas de peces con una gran carga de gusanos y los compararon con el ADN de peces con muchas cicatrices. Redujeron las diferencias a un puñado de genes y luego observaron cuidadosamente para ver cuál de los genes estaba muy activo. Y encontraron que uno de los genes más activos era un gen que también está estrechamente relacionado con la cicatrización en ratones.

Te sorprenderá saber que los ratones cicatrizan de la misma manera que los peces. Pero la cicatrización está controlada por el sistema inmunitario, que es similar en todos los vertebrados, desde los peces hasta los ratones y nosotros.

Luego, los investigadores observaron ese gen en las dos poblaciones originales. En el genoma de los espinosos del lago Gosling, el pez que tolera las tenias sin dejar cicatrices, los investigadores encontraron que el gen había evolucionado recientemente. Parecía haber una presión evolutiva constante para tolerar las tenias en lugar de dejarles cicatrices.

"Este es uno de los pocos artículos realizados tanto en la naturaleza como en el laboratorio para mostrar un gran costo de aptitud para la resistencia del parásito", dice Bolnick. Pero tiene sentido. Los espinosos hembras con muchas cicatrices tienen un 80 % menos de probabilidades de reproducirse con éxito. Las tenias no parecen afectar la reproducción, aunque ralentizan a los peces y hacen que sea más probable que un pájaro se los coma.

"A medida que saltamos y observamos estos sistemas, podemos aprender mucho no solo sobre el proceso de evolución, sino también sobre nuevos mecanismos con valor aplicado a las personas y el ganado. Mecanismos como cómo su sistema inmunológico reconoce un parásito, cómo resistir a un parásito y cómo desactivar una respuesta inmunitaria no deseada", dice Weber.

"Este trabajo es importante porque destaca la variabilidad inmunológica (y, por lo tanto, la capacidad de resistir infecciones) que existe dentro y entre poblaciones, cómo se produce y cómo puede afectar los resultados de salud", dijo Natalie Steinel de UMass Lowell. "En este artículo, abordamos cuestiones de coevolución inmune/patógeno utilizando peces, pero estos principios son ampliamente aplicables a otros sistemas animales, incluidas las infecciones humanas. Para manejar con éxito las enfermedades infecciosas, debemos comprender el equilibrio de costos y beneficios que resulta de una respuesta inmune". + Explora más

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