Genética

Científicos revelan los secretos de la variedad de colores en el barramundi

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By Milthon Lujan

Resumen gráfico del estudio. Fuente: Marcoli, et al., (2024); Aquaculture, 586, 740820.
Resumen gráfico del estudio. Fuente: Marcoli, et al., (2024); Aquaculture, 586, 740820.

El barramundi, un pez muy apreciado en la acuicultura, se presenta en una sorprendente variedad de colores. Más allá del estándar plateado o bronce, se han observado variaciones raras como el dorado, el platino, el panda (oro y negro) e incluso el negro. Estos tonos vibrantes tienen un valor comercial significativo, pero la genética subyacente sigue siendo un misterio.

Un nuevo estudio publicado en la revista Aquaculture arroja luz sobre los mecanismos moleculares que brindan a estos barramundi (Lates calcarifer) los colores tan deslumbrantes. Los investigadores de la James Cook University y de Mainstream Aquaculture compararon los genes expresados ​​en peces de diferentes colores con los del tipo plateado estándar. Ellos identificaron numerosos genes con diferentes niveles de actividad según el color del pez.

El enigma de la coloración de Barramundi

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El barramundi presenta una gama de colores en sus raras variantes. Mientras que el tipo salvaje cuenta con una piel plateado/bronce, algunos individuos sorprenden con impresionantes tonos de dorado, platino, panda (dorado y negro) e incluso negro. Curiosamente, estos tonos vibrantes no están escritos en piedra: los peces desarrollan sus colores únicos más adelante en la vida, ¡y el estrés o los cambios en su entorno pueden incluso desencadenar una transformación!

Los científicos ya saben que el número, la distribución y la ubicación de los cromatóforos definen el color de un pez. En el barramundi, la presencia y cantidad de melanóforos maduros parecen ser los actores clave en la creación de las variaciones de color observadas. Sin embargo, las instrucciones genéticas exactas detrás de estos cambios seguían siendo difíciles de alcanzar.

Desbloqueando el código genético del color

Los investigadores ya han desentrañado las vías moleculares para la producción de pigmentos en los peces, particularmente para los colores a base de melanina y carotenoides. Este estudio se basa en este conocimiento analizando la composición genética (transcriptoma) del barramundi con diferentes variaciones de color. Esta comparación tiene como objetivo identificar los genes y mecanismos moleculares responsables de estos fenotipos raros y cautivadores.

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Al comprender el código genético del color, los investigadores esperan descubrir los secretos detrás de los tonos ocultos del barramundi. Este conocimiento podría potenciar las prácticas de cría selectiva en la acuicultura, permitiendo el cultivo de barramundi con coloraciones específicas que satisfagan las preferencias de los consumidores y maximicen el valor comercial.

Una red de control del color

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El análisis reveló una red de genes que trabajan juntos para influir en el color. Curiosamente, algunos de estos genes participan en el ritmo natural del cuerpo (ciclo circadiano), mientras que otros gestionan la producción de melanina (el pigmento responsable de los colores oscuros) y un tipo de célula llamada xantóforo (que crea los pigmentos amarillos y rojos). Estos hallazgos sugieren una interacción compleja entre los procesos biológicos internos y la producción de pigmentos.

Asimismo, el estudio reveló que los genes en las células productoras de pigmentos en el barramundi dorado y platino carecían de la capacidad de producir melanina y otros pigmentos, lo que daba como resultado las raras coloraciones de este pez icónico. Su análisis reveló:

  • Múltiples genes en juego: El estudio identificó numerosos genes con diferentes niveles de actividad (genes expresados ​​diferencialmente) entre las formas de color. Esto sugiere una interacción compleja de genes, no un simple interruptor que controla el color.
  • Red de coordinación del color: Más allá de los genes individuales, los investigadores identificaron 14 grupos de genes que trabajan juntos para regular la coloración de la piel. Estos módulos incluían genes implicados en el reloj interno del cuerpo (ciclo circadiano), la producción de melanina (melanogénesis) y el desarrollo de células pigmentarias (xantóforos).
  • Gen dorado confirmado: Centrándose en el barramundi dorado, el estudio identificó un gen específico (oca2) como un actor clave. Este gen interactúa con otros genes que controlan el ciclo circadiano, la producción de melanina y las células pigmentarias, lo que sugiere su papel crucial en la creación del tono dorado.
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«Sin el matiz de melanina negro y plateado en la piel, las otras células pigmentarias que producen colores amarillo y dorado hacen que el pez luzca dorado», dijo el profesor Dean Jerry, coautor del estudio y director del ARC Research Hub for Supercharging Tropical Aquaculture a través de Genetic Solutions en la James Cook University.

El profesor Jerry dijo que la carne del barramundi dorado tenía una apariencia más clara y blanca en comparación con la carne más gris de un barramundi normal.

  • Piezas del rompecabezas de platino: Para el barramundi de platino, los científicos identificaron genes candidatos potenciales: myo5aa, mlpha y kif5b. Estos genes podrían ser responsables de regular los transportadores de pigmentos, influyendo en la distribución de melanina, carotenoides y pteridinas (moléculas de pigmento). Se necesitan más investigaciones para confirmar su papel exacto en la consecución del color platino.
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Según Jerry «En el caso del pez platino, parece como si tanto la melanina como las células de pigmento amarillo dejaran de producir pigmentos, dejando el pez con un color blanco/platino».

Conclusión

El profesor Jerry dijo que ahora que se ha entendido qué genes contribuyen a producir un barramundi dorado, el equipo puede buscar dentro de esos genes para identificar peces con la variación genética deseada y, por lo tanto, mejorar la capacidad de Mainstream Aquaculture para criarlos selectivamente.

El Dr. Paul Harrison de Mainstream Aquaculture dijo que la compañía estaba «complacida de trabajar en el desarrollo de este producto con investigadores de la James Cook University».

«Llevar al mercado un nuevo producto como este requiere mucho trabajo que implica una combinación de ciencia, cría selectiva e inversión en comercialización«, afirmó.

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“Mainstream ha construido instalaciones especializadas para esta línea de reproducción única y ha desarrollado una gran cohorte de reproductores. Desbloquear el proceso de control de la regulación del color proporcionará un nuevo producto de barramundi a los consumidores”.

Al comprender los genes que controlan la coloración del barramundi, los investigadores pueden potencialmente desarrollar programas de reproducción para producir peces con los colores deseados. Esto podría ser una gran ayuda para la acuicultura, ya que permitiría a los acuicultores satisfacer las demandas específicas del mercado de peces vibrantes. El estudio también abre las puertas a una mayor exploración de la variación del color en otras especies de peces, allanando el camino para una industria acuícola más colorida y diversa.

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El estudio fue financiado por Australian Research Council (ARC).

Contacto
R. Marcoli
ARC Research Hub for Supercharging Tropical Aquaculture through Genetic Solutions, James Cook University
Townsville, QLD, Australia.
Email: roberta.marcoli@jcu.edu.au

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Referencia (acceso abierto)
Marcoli, R., Jones, D., Massault, C., Moran, M., Harrison, P., Cate, H., & Jerry, D. (2024). Revealing the genetic and molecular drivers behind golden and platinum coloration in barramundi (Lates calcarifer). Aquaculture, 586, 740820. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2024.740820

Nota: Elaborado con información de la nota de prensa y del estudio.