Un esquema de los hábitats asociados con los huevos semiflotantes y adhesivos y el diseño experimental y la recopilación de datos. Seis especies representativas (H. molitrix, H. nobilis, C. idella, M. piceus, S. curriculus y C. alburnus-B) del grupo endémico de ciprínidos de Asia oriental que producen huevos semiflotantes en hábitats lóticos (ríos), y tres especies representativas (M. amblycephala, C. dabryi y C. alburnus-A) del grupo endémico que desovan huevos adhesivos en hábitats lénticos (lagos). Se recolectaron huevos semiflotantes y huevos adhesivos sin fertilizar (Un-FE) y 0, 0.5 y 1 h después de la fertilización (0 h-FE, 0.5 h-FE y 1 h-FE), y se usaron para dilucidar los mecanismos de hidratación y adhesividad. MD, diámetro de la membrana; DE, diámetro del huevo. Crédito:Investigación (2022). https://spj.sciencemag.org/journals/research/aip/9827986/
Las radiaciones adaptativas representan una ramificación rápida en el árbol de la vida y se reconocen como impulsores críticos de la biodiversidad. Los estudios sobre ellos son fundamentales para comprender los mecanismos que impulsan la especiación, la diversificación y muchos procesos ecológicos y evolutivos asociados. Durante las radiaciones adaptativas, los rasgos relacionados con el aislamiento ecológico y reproductivo juegan un papel importante en la configuración de la biodiversidad.
Los ciprínidos endémicos de Asia oriental, conocidos como Xenocyprididae (Teleostei:Ostariophysi:Cypriniformes), son un conjunto natural de peces de agua dulce que evolucionaron rápidamente en el este de Asia. Se ha propuesto que la radiación evolutiva de los ciprínidos endémicos de Asia oriental evoluciona a través de un cambio en los hábitos de desove, lo que implica una transición de huevos semiflotantes a huevos adhesivos en respuesta a la formación del sistema de ríos y lagos entrecruzado. Sin embargo, los mecanismos moleculares que sustentan los marcados cambios en los hábitos de desove en esta radiación adaptativa siguen sin explorarse.
En un estudio publicado en Research , un grupo de investigación dirigido por el Prof. Xie Ping del Instituto de Hidrobiología (IHB) de la Academia de Ciencias de China ilustró los nuevos mecanismos moleculares asociados con la hidratación y la adhesividad de los huevos de peces de agua dulce, e identificó mecanismos moleculares críticos involucrados en la radiación adaptativa de ciprínidos endémicos de Asia oriental.
Los investigadores compararon los huevos semiflotantes de seis especies representativas (Cuter alburnus-B, Hypophthalmichthys molitrix, H. nobilis, Ctenopharyngodon idella, Mylopharyngodon piceus y Squaliobarbus curriculus) con los huevos adhesivos de tres especies representativas (C. alburnus-A, Megalobrama amblycephala y C. dabryi) pertenecientes al grupo endémico de ciprínidos de Asia oriental.
Revelaron mecanismos moleculares críticos de hidratación y adhesividad involucrados en la radiación adaptativa de los ciprínidos endémicos de Asia oriental en función de la composición bioquímica, las características morfológicas, la tinción histoquímica, los análisis multiómicos, la inmunofluorescencia y las pruebas de inhibidores.
Besides, the researchers found that semi-buoyant eggs enhance hydration by increasing the degradation of yolk protein and accumulation of Ca 2+ y Mg 2+ ions, while adhesive eggs improve adhesiveness and hardness of the egg envelope by producing an adhesive layer and a unique fourth layer to the egg envelope.
Multiomics analyses and verification tests showed that during the process of adaptive radiation, adhesive eggs downregulated the vitellogenin degradation pathway, zinc metalloprotease pathway and ubiquitin-proteasome pathway, and the pathways of Ca 2+ y Mg 2+ active transport to reduce their hydration. They showed that at the same time, adhesive eggs upregulated the crosslinks of microfilament-associated proteins and adhesive-related proteins, the hardening-related proteins of the egg envelope and the biosynthesis of glycosaminoglycan in the ovary to generate adhesiveness.
The findings of this study revealed the molecular mechanisms associated with hydration and adhesiveness in freshwater fish eggs, and elucidated the potential mechanism for the evolution of adhesive eggs from semi-buoyant eggs in the adaptive radiation of endemic East Asian cyprinids. These key egg attributes may function as "magic traits" in this adaptive radiation. Carp genomes uncover speciation and chromosome evolution of fish
