Secuenciado el genoma de la pulga de agua

onsiguen secuenciar el genoma de la ubicua pulga de agua (Daphnia pulex), una especie que es buena indicadora de la calidad del agua. La ausencia de esta centinela nos indica la presencia de tóxicos o contaminantes, revelando así el impacto de vertidos municipales o industriales. La pulga de agua es como un canario en una mina. Si la población de estas criaturas en los ecosistemas de agua dulce se reduce entonces es altamente probable que el ecosistema al completo esté a punto de colapsar.

Es el primer crustáceo cuyo genoma es secuenciado, descubriéndose que tiene el mayor número de genes que cualquier otro genoma animal que haya sido secuenciado hasta el momento.
La secuenciación del genoma de esta especie ha sido llevado a cabo por un consorcio en el que participan varias instituciones y ha sido publicado en la revista Science.
Esta pequeña criatura comedora de algas ha captado la atención de los biólogos desde que se descubrió su habilidad para cambiar de un sistema de reproducción sexual a otro asexual y por sobrevivir a la congelación durante décadas en el fondo de los lagos.

Ya en 2007 se publicó un artículo en el que se revelaban las bases genéticas de la respuesta adaptativa de este crustáceo a niveles sub-letales de uno de contaminantes más importante: el cadmio. Este metal es altamente tóxico para la vida acuática y para el ser humano y, por desgracia, es muy común. Se logró demostrar que este crustáceo se puede adaptar a altos niveles de cadmio mediante una versión única de una proteína clave, pero a un alto costo: aunque los individuos resisten altos niveles de este contaminante su éxito reproductor cae a una fracción de lo que es normal y al cabo de unas pocas generaciones la supervivencia de la población se ve comprometida. La técnica de microarrays de ADN usada en ese estudio sirvió para comprobar sobre este organismo la respuesta de estrés a otros contaminantes.

Daphnia está empezando a ser un modelo de laboratorio ideal para un nuevo campo del conocimiento: el de la Genómica Ambiental, que pretende comprender cómo el ambiente interactúa con lo genes. La capacidad de reproducción asexual de este animal produce líneas de clones ideales para el trabajo de laboratorio. En este caso podría ayudar a administrar los recursos hídricos, a proteger la salud humana de los productos químicos del ambiente y a comprender cómo nuestros cuerpos responden a estos cambios ambientales.

Sólo unos pocos (un 1%) de los miles de compuestos químicos que fabrica el ser humano (sólo en EEUU hay unos 80.000 registrados) han sido testados en función de su seguridad. Se podría utilizar a este pequeño crustáceo para investigar este tipo de factores sin necesidad de recurrir a animales como ratones y similares.

Se esperaba que el genoma de Daphnia pulex tuviera unos 14.000 genes, como en el caso de la mosca de la fruta, pero tiene unos 8000 genes más que el genoma del ser humano. Se cree que este gran número de genes provendría de una alta tasa de duplicación de genes, algo que ocurre en otras familias de especies. Pero en este caso los genes duplicados adquieren una nueva función rápidamente.

El genoma ahora secuenciado ha arrojado alguna sorpresa más. Un 36% de los 30.907 genes de ese genoma son únicos y no se habían identificado en ningún otro organismo. Parece que responden a la depredación y a la exposición a tóxicos y a bacterias, es decir, a la "ecología". Esto es un reflejo de cómo el animal ha evolucionado para sobrellevar el estrés medioambiental.

El genoma es mucho más plástico y ágil en respuesta al ambiente de lo que se había imaginado. No todos los genes de este crustáceo se activan a la vez, sino que se expresan unos u otros en función de los cambios ambientales. Además, aunque algunos codifican la misma proteína son expresados de manera diferente en función del ambiente.
Es una buena oportunidad de conocer los genes responsables de algunos de los talentos de esta criatura, como la producción de colas espinosas de protección, cascos y otras defensas en respuesta a los depredadores.
Resulta además que compartimos con este ser más genes que con ningún otro artrópodo cuyo genoma haya sido secuenciado hasta ahora. Por tanto, como muchos de los genes de esta criatura también están en el genoma del ser humano se puede utilizar a este crustáceo como modelo indirecto del efecto de la contaminación en la salud humana.
Aunque D. pulex es la especie más común ya se está secuenciando el genoma de otra especie, en concreto D. magna, para poder comparar.

Así que si a partir de ahora va a nadar a un lago y traga agua (algo por otra parte inevitable) no solo tendrá la satisfacción de tragarse crustáceos armados con toda clase de defensas y que cambian de sistema de reproducción según las necesidades, sino que además sabrá que se traga el primer crustáceo cuyo genoma fue secuenciado. Será un momento para ser humildes, reconocer que tiene más genes que nosotros y darle las gracias por decirnos los químicos que pueden afectar nuestra salud.