Fernando A. Fernández-Alvarez, investigador marino: "Las sepias y los calamares son animales fascinantes"

Investigadores del Okinawa Institute of Science and Technology (Japón) y del Instituto Español de Oceanografía (IEO, CSIC) entre otros, ha desvelado recientemente «el misterio del éxito evolutivo de los calamares y sepias», según ha notificado el CSIC. El trabajo, publicado en la prestigiosa revista «Nature ecology & evolution», expone cómo un grupo que estuvo al borde de la desaparición o estancamiento logró, tras millones de años de «espera» en las profundidades, convertirse en uno de los grupos de depredadores marinos más diversos y exitosos del planeta. Entre esos investigadores está el biólogo asturiano Fernando Ángel Fernández-Alvarez, de Muros de Nalón, licenciado en Biología por la Universidad de Oviedo, con un máster en Biodiversidad y que, tras un doctorado en el Instituto de las Ciencias del Mar de Barcelona y una actividad postdoctoral en la universidad de Galway (Irlanda), está ahora vinculado al Centro Oceanográfico de Gijón con un contrato Ramón y Cajal. En Gijón estudia biodiversidad, patrones evolutivos y ecología trófica de fauna marina, principalmente cefalópodos coloideos (calamares, sepias y pulpos).

¿Cómo llega a tener interés por las sepias y los calamares?

Son animales fascinantes que siempre me han interesado mucho. Comencé a estudiarlos científicamente a partir de 2014, cuando empecé mi tesis doctoral en fertilización in vitro, dieta, reproducción y especiación de potarros.

¿Por qué son de especial interés para un investigador marino?

Los cefalópodos coloideos (entre los que están los calamares, sepias y pulpos) son un grupo de moluscos que han desarrollado numerosas innovaciones evolutivas: con la reducción e internalización de la concha, desarrollaron mecanismos para evitar a depredadores.

Como por ejemplo...

Modificar la textura de su piel y su color en fracciones de segundo, o proyectar tinta para generar nubes o pseudomorfos (mucus y tinta con cierta consistencia) que confundan o distraigan a sus depredadores. Sus ojos son altamente complejos, lo más parecido que hay entre los invertebrados a los ojos de los vertebrados, un caso de convergencia evolutiva que le resultaba muy difícil de explicar a Charles Darwin, que llegó a decir «el ojo me hace llorar». Su sistema nervioso está altamente desarrollado y algunas especies muestran un alto desarrollo de sus capacidades de aprendizaje, algo extremadamente sorprendente para animales que son en su mayoría solitarios, con vidas muy cortas y sin solapamiento entre generaciones (de modo que los hijos no aprenden de sus progenitores).

¿Y algo mas?

Por si fuera poco ya, también tienen una característica muy singular en cómo se expresa su información genética: en lugar de tener más genes para producir más proteínas diferentes, editan las moléculas intermedias (conocidas como ARN), lo que les permite sacar más partido de la información codificada en sus genomas.

Y llegamos al estudio internacional.

Los cefalópodos coloideos se dividen en dos grupos: los octopodiformes (pulpos y el vampiro) y los decapodiformes (calamares costeros, calamares pigmeos, globitos, sepias, calamar de cuerno de carnero y calamares oceánicos). Este trabajo, liderado por Gustavo Sánchez del Okinawa Institute of Science and Technology, se centró en estudiar las relaciones evolutivas específicamente entre los decapodiformes.

¿Por qué se habla del "éxito evolutivo" de los calamares y las sepias? ¿En qué se basa ese éxito?

De acuerdo con nuestro análisis, los decapodiformes, que podemos resumir en sepias y calamares, se originan en aguas oceánicas durante el Mesozoico, hace aproximadamente unos 100 millones de años. Permanecieron en estos ambientes, lo que les permitió sobrevivir a las malas condiciones ambientales que se produjeron en aguas costeras someras tras el impacto del meteorito que dio carpetazo al Mesozoico y produjo la extinción de los dinosaurios no aviares. Este meteorito también transformó el mundo marino, dado que en esta gran extinción también desaparecieron numerosos linajes de fauna marina, como los los ammonites y los belemnites, los cefalópodos que eran más abundantes y diversificados hasta el momento.

Resistieron ¿y?

Tiempo después, los decapodiformes aprovecharon estos nichos ecológicos que otros organismos dejaron libres para poder diversificarse en los grupos que actualmente conocemos. Como muchas otras veces, el éxito procede de estar en el lugar adecuado, en este caso, ambientes oceánicos donde los efectos del meteorito eran menores; y poder aprovechar las oportunidades, en este caso, medios marinos con funciones ecológicas libres debido a la gran extinción.

De forma didáctica, ¿qué habéis confirmado en este estudio?

Las relaciones evolutivas entre los cefalópodos decapodiformes siempre han sido muy difíciles de discernir. Esto se debe a que los siete órdenes que integran el grupo se dividieron de forma rápida hace unos 100 millones de años, dejando escasas señales en su genoma que permitan estudiar cómo se diversificaron a través de la mayoría de los marcadores moleculares utilizados hasta ahora. Del mismo modo, su morfología es difícil de interpretar y ha conducido a numerosas interpretaciones diferentes. En nuestro estudio, secuenciamos el genoma a resolución de cromosoma de dos linajes de decapodiformes nuevos hasta el momento: los calamares pigmeos y el calamar de cuerno de carnero. Esta nueva información de gran calidad nos ha permitido construir un nuevo árbol evolutivo que diferencia los decapodiformes con el ojo cerrado (Corneata: sepias, calamares costeros, calamares pigmeos y globitos) de los decapodiformes con el ojo abierto (Acorneata: calamares de cuerno de carnero y calamares oceánicos), que coincide a grandes rasgos con una hipótesis evolutiva planteada por el naturalista francés d´Orbigny en 1841, pero desechada por investigadores posteriores como el alemán Naef, cuya opinión fue la prevalente durante todo el siglo XX y parte del XXI. Por ejemplo, Naef unió a los calamares costeros (nuestros calamares de potera) y los oceánicos (los potarros) en un grupo que definió Teuthida, en base a la morfología general del cuerpo, que podemos llamar "tipo calamar", y a las sepias y el calamar cuerno de carnero por la morfología de un componente de su concha, el fragmocono. Sin embargo, nuestro trabajo demuestra que los calamares costeros están más relacionados con las sepias que con los potarros, y que el calamar cuerno de carnero está más desarrollado con los potarros.

¿Esa diversificación masiva de la que habla el estudio es la que explicaría que haya «calamares gigantes» que son auténticos monstruos y que en Asturias se conocen bien, y «calamares de potera» de tamaño mínimo?

Tras la Gran Extinción de finales del Mesozoico, los decapodiformes se diversificaron y desarrollaron morfologías y tamaños tan dispares como los del calamar pigmeo y algunos globitos, que miden escasos centímetros, a los invertebrados más grandes conocidos, como los calamares colosal y gigante, el último tan abundante en las costas del Cantábrico. A lo largo de la historia evolutiva de los cefalópodos, los casos de gigantismo, aunque raros, no son algo desconocido, como evidencian las enormes conchas fósiles de algunas especies extintas de Orthoceras, ammonites y nautilos.

¿Qué parte del estudio te ha resultado de mayor interés o te era más desconocido?´

El grupo emparentado con los decapodiformes, los belemnites, tenían una concha formada por tres elementos principales: el restro primordial, el proostraco y el fragmocono. Las sepias y el calamar cuerno de carnero tienen fragmoconos muy desarrollados que les permiten controlar su flotabilidad. Esta convergencia evolutiva había llevado a numerosos científicos, como Naef, a proponer que esta concha se había desarrollado una única vez, pero lo que tenemos aquí es una convergencia evolutiva: dos linajes modifican de forma independiente una estructura para realizar una función similar, resultando en una morfología similar que nos confunde, como la de los ojos de los cefalópodos y de los vertebrados que tanto impactó a Charles Darwin.

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