Esa es la conclusión de un estudio del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (Japón), publicado este lunes en la revista ‘Nature Ecology & Evolution’.

Desde piel que cambia de color hasta propulsión a chorro, los calamares y las sepias han fascinado a los científicos durante mucho tiempo. Para comprender el origen de sus características únicas, se han realizado numerosos intentos por definir su historia evolutiva.

Sin embargo, el limitado registro fósil y la información genómica incompleta han impedido hasta ahora ordenar con certeza la evolución de estas enigmáticas criaturas.

El nuevo estudio combina bases de datos existentes con tres genomas de calamar recientemente secuenciados para identificar el ‘punto de inflexión’ que dio lugar a la diversidad actual de calamares y sepias, que en conjunto conforman los cefalópodos decapodiformes (de 10 extremidades).

“Los calamares y las sepias son criaturas extraordinarias, pero su evolución ha sido notoriamente difícil de estudiar”, apunta Gustavo Sánchez, primer autor del estudio e investigador de la Unidad de Genética Molecular del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa.

Sánchez añade: “La cuestión de su ascendencia se ha investigado durante décadas y muchos grupos de investigación han propuesto diferentes hipótesis evolutivas basadas en distintas características morfológicas y conjuntos de datos moleculares. Con nuestra nueva información genómica, hemos podido resolver algunos de los misterios que rodean sus orígenes”.

ECOSISTEMAS VARIOS

Los calamares y las sepias habitan una gran variedad de ecosistemas en todo el mundo, desde las profundidades marinas hasta las costas poco profundas.

Una de las pocas características que unen a la mayoría de estas diversas criaturas es su concha interna. Sin embargo, incluso esta presenta diversas formas, desde las espinas lisas y redondeadas de las sepias, el gladius delgado y en forma de espada de los calamares oceánicos y costeros, y la concha en espiral de los calamares cuerno de carnero, hasta su completa ausencia en las especies de aguas poco profundas.

Los intentos anteriores de ordenar la evolución de estos animales se han visto limitados por la falta de datos. “Las reconstrucciones previas de la evolución de los decapodiformes se basaron en conjuntos de datos con resolución limitada y eran propensas a señales sesgadas, lo que ocultaba las verdaderas relaciones entre las diferentes especies”, indica Sánchez.

Debido a que la mayoría de los genomas de calamares y sepias son grandes, llegando a alcanzar hasta el doble del tamaño de los genomas humanos, su generación y análisis requieren instalaciones de secuenciación de última generación y una considerable capacidad de procesamiento.

Los investigadores también necesitan ADN fresco para la secuenciación, lo cual representa un desafío al obtener especímenes en el mar. “Algunos linajes solo son abundantes y muy diversos en sistemas de arrecifes tropicales como el archipiélago de Ryukyu, mientras que otros son enigmáticos y solo se conocen en las profundidades marinas. Tuvimos la suerte de encontrar algunas especies clave muy cerca de casa, en Okinawa, y de colaborar con colegas que tienen acceso a muestras más difíciles”, explica Sánchez.

ROMPECABEZAS

El estudio presenta el primer árbol evolutivo de decapodiformes basado en genomas secuenciados de casi todos los linajes de este orden. “Dentro del proyecto de simbiosis, hemos estado secuenciando genomas de forma constante durante varios años, pero aún quedaban varias lagunas importantes. En este estudio, pudimos completar estas piezas que faltaban del rompecabezas”, señala Sánchez.

Fernando A. Fernández, coautor del estudio e investigador del Instituto Español de Oceanografía (IEO), se mostró especialmente entusiasmado por estudiar el enigmático calamar cuerno de carnero (‘Spirula spirula’), una especie poco común cuya inusual concha interna ha intrigado a los biólogos durante mucho tiempo.

Desde el momento en que lo tuvo en sus manos, Fernández vislumbró su potencial genómico. “En el pasado, la estructura de la concha del calamar cuerno de carnero llevó a algunos científicos a concluir erróneamente que estaba estrechamente relacionado con las sepias”, afirma Fernández.

Mediante una combinación de datos genómicos y fósiles descubiertos recientemente, los investigadores pudieron trazar una cronología evolutiva y un escenario ecológico para el origen y la diversificación de los calamares y las sepias.

“Nuestro análisis demuestra que estos animales se originaron en las profundidades del océano, un hábitat que aún alberga especies como el calamar cuerno de carnero”, destaca Sánchez.

EXTINCIÓN MASIVA

El modelo muestra que los distintos órdenes de decapodiformes se separaron rápidamente hace unos 100 millones de años, situando sus orígenes firmemente en el Cretácico medio.

Sin embargo, hace 66 millones de años, una extinción masiva catastrófica conocida como Cretácico-Paleógeno (K-Pg, en inglés) acabó con tres cuartas partes de las especies de plantas y animales de la Tierra. Este mismo evento provocó la extinción de los dinosaurios y el surgimiento de los mamíferos.

Entonces, los cefalópodos antiguos pudieron encontrar refugio en diminutos microcosmos de las profundidades marinas, ricos en oxígeno. “La superficie del mar habría sido un entorno muy hostil para los cefalópodos. Por aquel entonces, habrían existido muy pocos hábitats adecuados con alto contenido de oxígeno cerca de las costas”, explica Sánchez.

Este investigador agrega: “La intensa acidificación del océano en aguas menos profundas probablemente también habría degradado sus conchas, por lo que el hecho de que esta característica se haya conservado a lo largo de su historia evolutiva es evidencia de sus orígenes en aguas oceánicas más profundas”.

Después del evento de hace 66 millones de años, los arrecifes de coral comenzaron a regenerarse a lo largo de las costas. Esto creó ecosistemas de aguas poco profundas más habitables, a los que migraron muchos de los antiguos linajes de cefalópodos de 10 extremidades.

“Tras las primeras divisiones de linajes en el Cretácico, no observamos mucha ramificación durante decenas de millones de años. Sin embargo, en el periodo de recuperación K-Pg vemos repentinamente una rápida diversificación, a medida que las especies se adaptan y evolucionan a ecosistemas nuevos y cambiantes. Este es un ejemplo de un modelo de ‘mecha larga’: un periodo de cambios limitados seguido de una explosión de diversidad”, concluye Sánchez.