El dragón de Komodo gen a gen

La secuenciación del genoma del dragón de Komodo revela nuevas pistas, tanto sobre su evolución, como de la del resto de vertebrados

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Varanus komodoensis

Los dragones de Komodo son seres excepcionales por muchas razones. Pudiendo llegar a pesar hasta 90 kilogramos y medir hasta 2,5 metros desde la cabeza a la cola, se trata del lagarto más grande del mundo.

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Las claves de la evolución

La secuenciación del genoma del dragón de Komodo podría revelar pistas asombrosas sobre la evolución tanto de esta como de otras especies. Sin embargo, hasta el momento los científicos apenas conocían cómo el ADN de estos lagartos codificaba tales características.

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Un metabolismo diferente

El análisis de los científicos mostró que en los dragones de Komodo, muchos de los genes involucrados en la forma en que las células producen y usan la energía han evolucionado hacia formas que aumentan la capacidad aeróbica del lagarto.Estos cambios probablemente sean clave para lograr un metabolismo cercano a los mamíferos.

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Varanus komodoensis

El dragón de Komodo gen a gen

Los dragones de Komodo (Varanus komodoensis) son seres excepcionales por muchas razones. Pudiendo llegar a pesar hasta 90 kilogramos y medir hasta 2,5 metros desde la cabeza a la cola, se trata del lagarto más grande del mundo. Con uno de los sentidos del olfato más potentes del reino animal, son capaces de detectar a sus presas desde hasta 12 kilómetros de distancia. Su saliva, altamente venenosa, posee la capacidad de impedir la coagulación de la sangre de sus presas, haciendo de su mordedura, una de las más temibles. Además, pese a tratarse de animales de sangre fría, al contrario que ocurre con el resto de los reptiles, estos colosales lagartos pueden aumentar su metabolismo a niveles cercanos a los de los mamíferos, lo que les otorga una gran velocidad y resistencia.

Todo ello convierte los dragones de Komodo un atractivo objeto de estudio, cuyo genoma podría revelar pistas asombrosas sobre la evolución tanto de esta como de otras especies. Sin embargo, hasta el momento los científicos apenas conocían cómo el ADN de estos lagartos codificaba tales características.

Estos colosales lagartos pueden aumentar su metabolismo a niveles cercanos a los de los mamíferos

La evolución del dragón

Ahora, un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores del Instituto de Gladstone, en estrecha colaboración con científicos de la Universidad de California en San Francisco -UCSF y el Zoo Atlanta, acaba de obtener la primera secuencia de alta resolución del genoma del dragón de Komodo, lo que ofrece una nueva idea de cómo evolucionaron hasta convertirse en los gigantes lagartos que son en la actualidad.

"Comenzamos con este proyecto hace 9 años, pero antes de nada, lo primero que necesitábamos era secuenciar su genoma", declara Benoit Bruneau, autor principal del estudio. "Hasta el momento, ya habíamos secuenciado el genoma de tortugas, serpientes, cocodrilos y aves, pero el genoma de la rama de la familia de los varánidos, a la que pertenecen los dragones de Komodo permanecía aún incompleto".

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Sangre de dragón

Para obtener sus primeros resultados, el equipo de Bruneau y Katherine Pollard directora del Instituto Gladstone y coautora del estudio, analizó el ADN de 2 dragones de Komodo del Zoo de Atlanta llamados Slasher y Rinca. "Los genomas de vertebrados son grandes y contienen muchas secuencias repetitivas", explica Pollard. "La mayoría de las tecnologías de secuenciación solo reproducen tramos cortos de secuencia a la vez. Cuando esos tramos cortos incluyen elementos repetitivos, es imposible saber a dónde pertenecen y a qué se conectan, lo que dificulta unirlos", detalla. "Para solucionar este problema utilizamos un combinación de múltiples tecnologías, con las que obtuvimos una secuencia súper profunda y de alta calidad" continúa. Una vez que los científicos tuvieron la secuencia, usaron varias herramientas computacionales para compararla con la de otros reptiles e identificar qué hace que el genoma del dragón de Komodo sea único.

Los resultados se publican esta semana en la revista especializada Nature Ecology & Evolution en un artículo titulado A high-resolution, chromosome-assigned Komodo dragon genome reveals adaptations in the cardiovascular and chemosensory systems of monitor lizards.

Cuerpo de reptil, alma de mamífero

Específicamente, los investigadores estaban buscando los cambios en el genoma que ayudaron al dragón de Komodo a adaptarse a su entorno, un proceso evolutivo conocido como selección positiva. Un hallazgo notable fue que esta selección positiva ha dado forma a varios genes involucrados en la función de las mitocondrias; los orgánulos celulares implicados en la respiración celular y altamente relacionados con el control de las funciones musculares.

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"Nuestro análisis mostró que en los dragones de Komodo, muchos de los genes involucrados en la forma en que las células producen y usan la energía han evolucionado hacia formas que aumentan la capacidad aeróbica del lagarto", declara Abigail Lind, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Pollard. "Estos cambios probablemente sean clave para la capacidad del dragón de Komodo para lograr un metabolismo cercano a los mamíferos".

Los dragones de Komodo son capaces de mantener una actividad aeróbica intensa

Los lagartos generalmente no son conocidos por su alta capacidad aeróbica, lo que implica que se agotan rápidamente después de los esfuerzos físicos, que por lo general suelen ser cortos y explosivos. "Sin embargo, por trabajos previos sabemos que los dragones de Komodo son capaces de mantener una actividad aeróbica intensa, como nadar, correr o caminar distancias extremadamente largas", explicó Lind. "Nuestro estudio mostró que el secreto está en estas adaptaciones mitocondriales, lo que les permitió aumentar su actividad cardíaca. Esto nos permite comprender cómo estos animales pueden hacer lo que habíamos estado observando".

Un ser cuasi mitológico

Además, los investigadores descubrieron que los dragones de Komodo, junto con algunos otros lagartos, tienen un número inesperadamente grande de genes que codifican sensores químicos conocidos como receptores vomeronasales. Estos receptores forman parte de un sistema sensorial sofisticado que permite a estos animales detectar hormonas y feromonas.

Este tipo de detección está involucrado en una variedad de actividades, incluyendo reconocimiento de parentesco, elección de pareja, evasión de depredadores y detección de presas. El equipo también encontró que muchos de estos genes son únicos para cada especie de lagarto, lo que aumenta la posibilidad de que los receptores vomeronasales del dragón de Komodo puedan funcionar de maneras muy específicas.

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"Será interesante determinar si esto explica la capacidad de los dragones de Komodo para detectar presas a largas distancias", dijo Bruneau. "Una de las cosas interesantes de este proyecto es que no sabíamos qué esperar cuando comenzamos, y esta fue una oportunidad para asomarnos a un genoma y decir: `cuéntame la historia de tu organismo'".

En un futuro próximo, Bruneau y su equipo esperan usar sus hallazgos para investigar cómo los genes que controlan la formación del corazón de vertebrados han cambiado a lo largo de la evolución, ya que la mayoría de los reptiles tienen solo un corazón de tres cámaras, mientras que los mamíferos tienen cuatro cámaras.

"Esta fue una oportunidad para asomarnos a un genoma y decir: `cuéntame la historia de tu organismo'"

La secuenciación completa del genoma del dragón de Komodo también representa un recurso invaluable tanto para los biólogos interesados en estos animales como para los muchos científicos de todo el mundo que investigan la evolución de los vertebrados. "La importancia de este estudio abarca mucho más que esta especie única,", explica Mendelson. "De hecho, nos brinda un marco excepcional para compararlos con otros animales y comprender las bases genéticas de cómo han evolucionado", sentencia.

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