Tuatara
Sphenodon  | |
|---|---|
 Sphenodon punctatus | |
| Període | |
| Taxonomia | |
| Superregne | Holozoa |
| Regne | Animalia |
| Fílum | Chordata |
| Classe | Reptilia |
| Ordre | Rhynchocephalia |
| Família | Sphenodontidae |
| Gènere | Sphenodon Gray, 1831 Sphenodon |
| Espècies | |
| |
| Distribució | |
 | |
| Endèmic de | |
| Mida | |
 Tuatara%20scale.png | |
.svg){kind=icon}
La tuatara (Sphenodon punctatus) és una espècie de sauròpsid (rèptil) lepidosaure de l'ordre del rincocèfals. És originari i endèmic de Nova Zelanda. Pertany a l'ordre Sphenodontia.[1][2]
És una espècie molt primitiva, que va tenir el seu zenit fa 200 milions d'anys (en l'època dels dinosaures i abans) que encara sobreviu, amb aspecte de llangardaix i que viu en galeries excavades. Mesura uns 70 cm de llargada i és insectívor i carnívor. Té les dents anteriors molt grans i esmolades, el seu tipus de dentició és únic entre totes les espècies vives. Dels rèptils actuals, és l'únic que no té un òrgan copulador i qui té una temperatura corporal més baixa (16 - 21 °C). Encara que es pugui considerar un fòssil vivent, en realitat ha experimentat molts canvis evolutius respecte als seus antecedents del Mesozoic.
El nom de tuatara deriva de l'idioma maorí i significa puntes a l'esquena.[3]
La tuatara és de gran interès per a l'estudi de l'evolució de llangardaixos i serps, i per la reconstrucció de l'aspecte i hàbits dels primers diàpsids (el grup que inclou aus i cocodrils).
El genoma de la tuatara ens permet explorar característiques ancestrals de mamífers i rèptils; especialment pel que fa al control de la temperatura corporal, receptors olfactius, visió nocturna i longevitat.[4]
Història evolutiva i filogènia
[modifica]Fa 312 milions d'anys els vertebrats amniotes es van diversificar en dos grups, d'una banda, els mamífers (sinàpsids) i, d'altra banda, els rèptils i els ocells (sauròpodes). Concretament, les tuatares es van originar en el Mesozoic (250-240 milions d'anys) i es van distribuir globalment al llarg d'aquesta era. Els canvis poblacionals en les espècies ancestrals de tuatares es correlacionen amb la història geològica de Nova Zelanda, com a períodes de refredament o la formació de ponts terrestres que van poder facilitar l'expansió d'aquesta espècie a altres continents.[5]
El fòssil més recent trobat fora de Nova Zelanda pertany al Cretàcic tardà, aproximadament fa 70 milions d'anys, i va ser descobert a l'Argentina. Els registres fòssils mostren que aquesta espècie no difereix massa dels seus parents més antics. Els últims ancestres comuns es remunten al Triàsic Inferior, fa al voltant de 250 milions d'anys, quan l'ordre Sphenodontia es va separar dels Squamata (llangardaixos i serps). És per això que els esfenodonts poden ser un vincle amb moltes de les espècies extintes i a més una manera de comprendre l'evolució dels amniotes.[5]
En comparació amb llangardaixos i serps estudiats, la tuatara és el lepidosaure amb una evolució més lenta fins al moment. Actualment, només es reconeix una única espècie, no obstant això, hi ha una població genèticament diferent de la resta, i és aquella que es troba a l'illa de North Brother a l'Estret de Cook i és per això que es considera una unitat independent.[5][6]
Característiques
[modifica]
Les tuatares són els rèptils diàpsids més antics que sobreviuen. Existeixen alguns fòssils mesozoics molt similars, com Homoeosaurus del Juràssic, la qual cosa mostra la gran antiguitat del grup.
Entre els nombrosos caràcters que s'han conservat sense modificar durant 200 milions d'anys es troben dues fosses temporals completes, un ull pineal ben desenvolupat (l'orifici pineal era molt palès en els primers diàpsids) i les vèrtebres de tipus amficel amb intercentres. És l'únic rèptil actual els mascles del qual manquen de hemipenis (òrgan copulador), si no que copulen a través de les seves cloaques.
Un dels pocs trets especialitzats són els dents anteriors, grans i molt aguts.[7]
Visió nocturna
[modifica]La tuatara és capaç de capturar preses en situacions de molt baixa lluminositat. Ha conservat gens associats a la visió nocturna, posseeix tres tipus de cèl·lules fotoreceptores i així mateix, la retenció de cinc opsines visuals indica que aquest animal pugui tenir una visió en color robusta fins i tot a nivells de llum molt baixos. La morfologia de l'ull de la tuatara té una mescla de trets típics en espècies diürnes, com la fòvea, però també una pupil·la d'esquerda, comuna en animals nocturns.
Estudis recents apunten al fet que el sistema visual de les tuatares està molt conservat, fins i tot els gens de fototransducció, amb una taxa de pèrdua de gens molt baix en comparació amb uns altres amniotes Les característiques anteriorment citades i el fet que les tuatares joves solguin adoptar un estil de vida més diürn i arbori, suggereixen una adaptació d'un avantpassat actiu durant el dia.[5][6]
Sentit de l'olfacte
[modifica]Els receptors d'olor s'expressen en les membranes dendrítiques de les neurones receptores olfactòries. S'espera que els animals que depenen de l'olfacte tinguin molts d'aquests receptors, importants a l'hora de capturar preses, interactuar o evitar depredadors. En el cas dels esfenodonts, posseeixen diversos centenars de receptors, un número més aproximat al que tenen els ocells que al gran nombre de receptors que poden arribar a tenir les tortugues i els cocodrils.[5][6]
Longevitat
[modifica]Després de les tortugues, les tuatares són els rèptils que més anys arriben a viure. La longevitat pot estar relacionada amb gens que ofereixen protecció contra les espècies reactives d'oxigen. Un exemple d'això són les selenoproteines. S'han identificat fins a 26 gens que codifiquen a aquesta mena de proteïnes en el tuátara, tots ells funcionals, inclosos 4 gens d'ARN de transferència específics de selenocisteina. Això pot estar vinculat a la longevitat d'aquest animal, però també pot deure's a una adaptació als sistemes terrestres del seu hàbitat a Nova Zelanda, on hi ha baixos nivells de seleni i altres oligoelements.[5][6]
Temperatura
[modifica]La tuatara té la temperatura corporal òptima més baixa en comparació amb qualsevol altre rèptil, oscil·la entre els 16 i 21 °C .
Els gens TRP (Transient Receptor Potential) que codifiquen els canals d'ions són molt importants a l'hora de la termoregulació de molts animals, podent estar relacionats de la mateixa manera en la tolerància tèrmica que posseeix aquest animal. Estudis genòmics han identificat fins a 37 seqüències similars a aquests TRP en el genoma de la tuatara que poden donar suport a aquesta hipòtesi, un número de molt gran en comparació amb altres espècies d'amniotes Entre aquests gens identificats, s'inclouen termosensibles i no termosensibles, destacant l'existència d'una selecció positiva de gens TRP sensibles a la calor com són TRPA1, TRPM i TRPV.[5][6]
Temperatura relacionada amb la determinació del sexe
[modifica]Les tuatares posseeixen una manera única de determinació del sexe dependent de la temperatura durant la incubació dels ous (femelles per sota dels 22 °C i als mascles per damunt). S'han trobat ortòlegs per a gens masculinitzants (SF1 i SOX9) i feminitzants (RSPO1 i WNT4) que promouen el desenvolupament testicular o ovàric. Així mateix, s'han trobat gens implicats en la determinació del sexe depenent de la temperatura, com per exemple el CIRBP.[5][6]
Hàbits
[modifica]
Són carnívors: la seva dieta consisteix en invertebrats com insectes, aràcnids, caragolés, petits llangardaixos, ous i cries d'ocells. Tenen hàbits nocturns; de dia descansen sobre les roques per a prendre el sol, i de nit cacen el seu aliment. A les tuatares, a diferència d'altres rèptils, els agrada el fred. Les temperatures superiors als 25 °C són letals per a les tuatares, però poden sobreviure a temperatures de 5 °C hibernant. L'ull pineal o "tercer ull" (una prolongació de la glàndula pineal o epífisis), s'observa com una lleugera protuberància frontal coberta d'escates i serveix per a detectar la radiació infraroja, amb el que regulen el metabolisme en funció del sol i potser també els serveix per a detectar i capturar les preses en la foscor. Són animals solitaris.
Reproducció
[modifica]
Són animals molt longeus, i alguns individus viuen més d'un segle: el gener del 2009 es va verificar el cas d'un mascle en captivitat de 111 anys que ha pogut fecundar femelles i tenir descendència amb elles. Es reprodueixen tardanament: arriben a la maduresa sexual aproximadament als 10 anys. La femella entra en zel una vegada cada 4 anys. El mascle es torna més fosc durant el festeig, i les espines de la seva esquena s'aixequen. Dona voltes al voltant de la femella, i si ella està llesta mourà el cap i començarà la còpula. La femella efectua una posada de 19 ous aproximadament i els incuba per un període de 15 mesos. Els ous de les tuatares són de pela suau. El sexe de les cries depèn de la temperatura. A 21 °C hi ha 50% de probabilitat que siguin mascle o femella. A 22 °C hi ha 80% que siguin mascles i a 20 °C hi ha 80% que siguin femelles.[8]
Conservació
[modifica]Com altres espècies de Nova Zelanda, les tuatares van ser portats gairebé a l'extinció amb l'arribada de l'ésser humà, a causa de la pèrdua del seu hàbitat i a la introducció de noves espècies, en concret de rates i de mustèlids. Van ser totalment exterminats de les illes més grans de Nova Zelanda. Actualment, són espècies protegides, i van ser reintroduïdes, a més d'en illots, en parcs nacionals de les illes grans.
L'escalfament global suposa una greu amenaça per a la supervivència de la majoria de rèptils i amfibis, ja que en augmentar les temperatures de les zones de cria existeix un alt risc que en un futur pròxim sol neixin animals d'un sol sexe, condemnant-se a l'espècie a l'extinció en un breu període. En el cas de les tuatares això podria succeir si les temperatures en època de cria excedissin els 22 graus d'aquí a unes dècades.
Anàlisi genòmica
[modifica]
El genoma de l'esfenodont és un dels més grans seqüenciats en vertebrats fins a la data, aproximadament s'estima que té 5Gb. Consisteix en 36 cromosomes en total i en tots dos sexes (14 parells de macrocromosomes i 4 parells de microcromosomes). Almenys el 75% dels gens de la tuatara mostren conservació amb ocells, tortugues i cocodrils.[5][6]
Al voltant del 64% de l'acoblament del genoma està format per seqüències repetitives: 31% d'elements genètics transponibles (transposons) i un 33% de duplicacions segmentàries. Això concorda amb el fet que aproximadament més del 50% del genoma d'un vertebrat són elements repetitius. El contingut d'elements transponibles és semblant al que es pot trobar en altres rèptils, però, no obstant això, el tipus de repeticions s'acosta més als mamífers.[5][6] Aproximadament el 75% dels gens del tuátara tenen una conservació respecte a ocells, tortugues i cocodrils. Aquells components del genoma amb 15 Mb de grandària, són gairebé idèntics amb altres vertebrats.[5]
Els últims estudis han mostrat que el genoma de la tuatara és diferent del que s'havia pensat fins al moment, amb una combinació dels llinatges rèptils i mamífers.
Característiques del genoma
[modifica]Retrotransposons no-LTR
[modifica]Elements LINE
[modifica]L'element LINE més abundant en la tuatara és el L2 (10%). La majoria estan intercalats i poden seguir actius. L'element L2 més llarg que s'ha arribat a trobar té una longitud de 4 kb i un 83% de les seqüències tenien ORF2p completament intactes. L'element CR1 és el segon més repetit (4%). Les anàlisis filogenètiques mostren que aquestes seqüències són molt diferents de les que es poden trobar en altres espècies pròximes com poden ser els llangardaixos. Finalment, menys de l'1% són elements pertanyents a L1, un percentatge baix, ja que aquests elements solen predominar en mamífers placentaris.[5]
Habitualment, els LINEs que predominen són els CR1, al contrari del que s'ha vist en les tuatares. Tot això suggereix que tal vegada, les repeticions del genoma dels sauròpodes era molt diferent en comparació amb mamífers, ocells i llangardaixos.
Elements SINE
[modifica]Molts dels elements que s'han analitzat són presents en tots els amniotes, la majoria són repeticions intercalades de mamífers o MIR, concretament la diversitat de subfamílies MIR és la més alta que s'ha estudiat fins al moment en un amniota. També s'han identificat 16 famílies de SINEs que van estar actives recentment.[5]
Transposons d'ADN
[modifica]La tuatara posseeix 24 famílies úniques de transposons d'ADN, i almenys 30 subfamílies van estar actives recentment. Aquesta diversitat és major del que s'ha trobat en uns altres amniotes i a més, s'han analitzat milers de còpies idèntiques d'aquests transposons, la qual cosa suggereix als investigadors que existeix una activitat recent.[5]
Retrotransposons LTR
[modifica]S'han identificat 7500 de LTR, en els quals s'inclouen 450 retrovirus endògens (ERVs). Estudis en uns altres sauròpodes han reconegut un número bastant semblant però no obstant això, en el genoma de la tuatara s'ha trobat un clade de retrovirus molt antic conegut com Spumavirus.[5]
ARN no codificant
[modifica]S'han identificat més de 8.000 elements relacionats amb ARN no codificant a la tuatara, dels quals la gran majoria, al voltant de 6.900 deriven d'elements transponibles actius recentment. La resta està relacionada amb ARN ribosomal, espliceosomal i ARN de partícules de reconeixement de senyals.[5]
Genoma mitocondrial
[modifica]El genoma mitocondrial del gènere Sphenodon té una grandària aproximada de 18.000 pb i consta de 13 gens codificants, 2 ARN ribosòmics i 22 gens de ARN de transferència.[5]
Metilació de l'ADN
[modifica]La metilació de l'ADN és una modificació molt comuna en animals i la distribució dels llocs CpG dins dels genomes afecta a aquesta metilació. Concretament, en el genoma de la tuatara s'han trobat que el 81% d'aquests llocs CpG estan metilats. Publicacions recents proposen que aquest alt nivell de metilació pot deure's a la quantitat d'elements repetitius que existeixen en el genoma d'aquest animal. Aquest patró està més pròxim al que es dona en organismes com el peix zebra, al voltant del 78%, mentre que en humans és únicament el 70%.[5]
Referències
[modifica]- ↑ «Tuatara». New Zealand Ecology: Living Fossils. TerraNature Trust, 2004. [Consulta: 10 novembre 2006].
- ↑ «Facts about tuatara». Conservation: Native Species. Threatened Species Unit, Department of Conservation, Government of New Zealand. [Consulta: 10 febrer 2007].
- ↑ «The Tuatara». Kiwi Conservation Club: Fact Sheets. Royal Forest and Bird Protection Society of New Zealand Inc., 2007. [Consulta: 2 juny 2007].
- ↑ Gemmell, Neil J.; Rutherford, Kim; Prost, Stefan; Tollis, Marc; Winter, David «The tuatara genome reveals ancient features of amniote evolution» (en anglès). Nature, 05-08-2020, p. 1–7. DOI: 10.1038/s41586-020-2561-9. ISSN: 1476-4687.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 «The tuatara genome reveals ancient features of amniote evolution» (en anglès). Nature, 584, 7821, 8-2020, p. 403–409. 10.1038/s41586-020-2561-9327600007116210. ISSN: 1476-4687 [Consulta: 8 desembre 2020].
- 1 2 3 4 5 6 7 8 «Tuatara genome reveals diverse insights into a remarkable reptile» (en anglès). Nature, 584, 7821, 8-2020, p. 351–352. 10.1038/d41586-020-02063-4 [Consulta: 8 desembre 2020].
- ↑ Young, J. Z. 1977. La vida de los vertebrados. Editorial Omega, Barcelona, 660 pp. ISBN 84-282-0206-0
- ↑ «▷Tuátaras -【Reptiles.link】» (en castellà).
