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13/12/2019

Descubierta una familia de canales moleculares en vertebrados que puede haber sido clave en la adaptación de los peces a la vida marina

Es el resultado de un estudio liderado por investigadores del IRTA y la Universidad de Bergen, en Noruega, y que publica la revista Communications Biology

A lo largo de la evolución, los peces han desarrollado varias adaptaciones fisiológicas para vivir en el agua dulce o en la salada. En las especies de agua dulce, el principal mecanismo fisiológico consiste en evitar la entrada masiva de agua en el organismo mediante la ósmosis. En el caso de los peces de agua salada, la concentración de sales minerales de su sangre es una cuarta parte de la del agua de mar; por ello, también por ósmosis, obtienen agua pura a partir del agua salada del exterior.

Las especies marinas desalinizan el agua del mar, la transportan y la absorben a lo largo del tubo digestivo, y excretan el exceso de sales a través de las branquias. Se sabe que la filtración del agua se hace en el intestino a través de las acuaporinas -unas proteínas presentes en las membranas celulares, en las que crean unos poros por donde circula el agua-, aunque hasta hace poco se desconocía cómo estas se regulan.

Ahora, en el marco de un estudio liderado por investigadores del Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentarias (IRTA) y la Universidad de Bergen, en Noruega, en el Instituto de Biotecnología y Biomedicina (IBB) de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), se ha descubierto una nueva subfamilia de acuaporinas, la aquaporina-14 (Aqp14), que podría haber tenido un papel importante en la adaptación de los peces a los cambios de la salinidad ambiental y, por tanto, en la su adaptación a la vida marina. Los resultados del estudio, en el que han participado investigadores del Instituto de Investigación Marina, también de Noruega, se han publicado en la revista Communications Biology.

Para llevarlo a cabo, se analizaron más de 200 genomas y se compararon las relaciones filogenéticas entre los genes de las acuaporinas. El resultado fue el descubrimiento del Aqp14, que se encuentra en todos los mamíferos -a excepción de los euterios (es decir, los mamíferos cuyos embriones se desarrollan en el útero), que se relacionan con la madre por la placenta.

La singularidad de esta acuaporina, tal como apunta Joan Cerdà, investigador del IRTA y colíder del estudio, es que «a pesar de que el Aqp14 pertenece a la subfamilia de acuaporinas selectivas de agua, también puede transportar también una amplia gama de sustancias como el glicerol, la urea, el peróxido de hidrógeno o el amoníaco ».

Además, los investigadores también han descubierto que la regulación de los procesos de ósmosis en los peces se hace mediante la vasotocina y la isotocina, dos neuropéptidos que actúan como hormonas y activan o desactivan el transporte del Aqp14 a la membrana celular. Según François Chauvigné, también investigador del IRTA y primer autor del artículo, «esto hace pensar que el Aqp14 puede tener un papel clave en los mecanismos fisiológicos de adaptación de los peces a los cambios de salinidad del medio ambiente». Además, el hallazgo «permite entender mejor los mecanismos por los que en los peces marinos del agua se reabsorbe en el intestino», añade el investigador.

Además de Joan Cerdà y François Chauvigné, por parte del IRTA también ha participado en el estudio la investigadora Alba Farré.

Artículo de referencia: Chauvigné, F.; Yilmaz, O; Ferré, A.; Fjelldal, P.G .; Finn, R.N. & Cerdà, J. 2019. “The vertebrate Aqp14 water channel is a neuropeptide-regulated polytransporter”. Communications Biology DOI: 10.1038 / s42003-019-0713-y