La formació de quimeres genètiques podria facilitar la dispersió de les espècies invasores en el medi marí

En el nou article hi han participat els experts Marta Pascual, de la Facultat de Biologia i de lʼInstitut de Recerca de la Biodiversitat (IRBio) de la Universitat de Barcelona; Xavier Turon, del Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB-CSIC); Maria Casso (UB-IRBio-CEAB-CSIC), i Davide Tagliapietra, de lʼInstitut de Ciències Marines dʼItàlia.

Didemnum vexillum: un invasor global

Els ascidis són un grup dʼinvertebrats marins del subfílum dels tunicats amb una gran capacitat per colonitzar els hàbitats marins (fons oceànics, ports, marines, instal·lacions dʼaqüicultura, etc.) i desencadenar episodis dʼinvasions biològiques amb un alt cost econòmic i ecològic. En els ecosistemes marins, especialment vulnerables a la problemàtica de les invasions biològiques, les activitats humanes relacionades amb lʼintens tràfic marítim han facilitat la dispersió dʼorganismes invasors en diferents punts del planeta. 

Lʼascidi colonial Didemnum vexillum és una espècie exòtica originària del nord-oest del Pacífic que sʼha dispersat amb èxit en aigües temperades dʼarreu del món. Gran competidor pels recursos naturals, aquesta espècie de perfil dominant té una alta capacitat reproductiva, desplaça les espècies natives i es dispersa fàcilment a través dels vaixells i les activitats dʼaqüicultura.

Identificada per primer cop a la Mediterrània el 2012, a la llacuna de Venècia (Itàlia), aquesta espècie exòtica també va ser documentada en equipaments dʼaqüicultura al delta de lʼEbre. Avui en dia, està àmpliament distribuïda per tota la conca de la Mediterrània, i per això és essencial conèixer la seva biologia i ecologia per limitar-ne el poder colonitzador i prevenir nous episodis de dispersió en els ecosistemes marins.

Quimeres: de la mitologia antiga al món natural

En la mitologia grega, les quimeres eren criatures fantàstiques amb atributs i característiques de diferents animals. A la natura, la formació dʼorganismes quimera —constituïts per línies cel·lulars amb un origen genètic diferent— és un procés que es pot donar de manera espontània en alguns organismes. En el cas de les espècies colonials com els ascidis, el quimerisme natural es defineix per la presència de parts de la colònia amb diferents genotips.

La freqüència de les quimeres a la natura varia en diferents espècies, «i en el cas dels organismes modulars, com són els ascidis colonials, les esponges o els coralls, el procés de formació de quimeres també és possible», apunta la investigadora Marta Pascual, del Laboratori de Genètica Evolutiva de la Facultat de Biologia (UB-IRBio).

«En el marc de lʼevolució —continua—, la formació de quimeres fa que la diversitat genètica sigui més gran. A més, també sʼha plantejat la hipòtesi que podria ser un mecanisme per augmentar lʼèxit adaptatiu en un nou ambient».

Quimeres en els ascidis invasors al delta de lʼEbre

En el nou treball, que té com a primera autora la doctoranda Maria Casso (UB-IRBio-CEAB-CSIC), sʼhan aplicat protocols dʼamplificació genòmica (whole genome amplification, WGA) i tècniques de seqüenciació massiva de genotipatge per seqüenciació (genotyping-by-sequencing, GBS). En un estudi previ (Biological Invasions, 2019), lʼequip investigador va demostrar de manera experimental la fiabilitat dels protocols WGA i GBS per dur a terme anàlisis genòmiques amb quantitats mínimes de material biològic.

El nou estudi quantifica la prevalença del quimerisme en la població dʼascidis invasors al delta de lʼEbre i revela que el 44 % de les colònies estudiades són quimeres. Ara bé, encara hi ha moltes incògnites sobre el mecanisme que determina la formació de quimeres en lʼascidi Didemnum vexillum: «Quan dues colònies estan molt juntes es poden arribar a fusionar o, contràriament, presentar rebuig. Ara bé, encara no és clar quins són els mecanismes que poden afavorir aquesta fusió», detalla lʼinvestigador Xavier Turon (CEAB-CSIC).

Lʼexperiment de Venècia

En paral·lel, un altre objectiu de lʼarticle era determinar si les colònies dʼascidis que es fusionaven eren genèticament més semblants que les que presentaven rebuig. Amb aquesta finalitat, es va analitzar el procés de fusió en colònies dʼascidis de la llacuna de Venècia, mitjançant un protocol experimental que posava en contacte mostres dʼuna mateixa colònia i fragments dʼaltres de diferents.

Les colònies que es van fusionar en els experiments duts a terme a lʼInstitut de Ciències Marines a Venècia (Itàlia) no compartien més semblances genòmiques que les que no es van fusionar. Així doncs, no hi ha grans diferències genètiques a escala global entre els dos grups analitzats, a excepció dʼalguns loci o regions genòmiques —amb funció biològica encara desconeguda per la manca de genomes de referència—, on es va constatar una major similitud en termes genètics.

Les poblacions dʼascidis analitzades en el treball formen part del grup genètic europeu en què sʼintegren les colònies atlàntiques de la població de Brest (França). Els resultats publicats també recentment (Biological Invasions, 2019) per aquest equip de recerca mostren que hi ha hagut tres episodis de colonitzacions independents en la dispersió dʼaquesta espècie a escala global. Les conclusions revelen que, dins de cada grup, les diferències genètiques entre poblacions són significatives. En el grup europeu, la població del delta de lʼEbre comparteix més similituds genètiques amb la població atlàntica de Brest que amb la de Venècia, uns resultats que probablement sʼexpliquen pel procés colonitzador i la deriva genètica. Tot i així, encara caldria conèixer el paper de la selecció natural en aquest procés, apunten els autors.

Referència de lʼarticle

M. Casso, D. Tagliapietra, X. Turon, M. Pascual. «High fusibility and chimera prevalence in an invasive colonial ascidian». Scientific Reports, octubre del 2019. Doi: 10.1038/s41598-019-51950-y
 

FotografIies: Xavier Turon (CEAB-CSIC)