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Una falsa medusa invasora es la hermana mayor de todos los animales

Una falsa medusa invasora es la hermana mayor de todos los animales
 

El ctenóforo Mnemiopsis leidyi. Stefan Siebert, Brown University.


 

El genoma del ctenóforo Mnemiopsis leidyi, un organismo gelatinoso que ha colonizado el Mediterráneo, revela que su grupo es el más antiguo en la genealogía del reino animal

En el principio fueron las células aisladas. Luego, estas se agruparon para formar colonias, en las que algunas células fueron especializando sus funciones hasta llegar a construir tejidos. En algún punto a lo largo de este proceso apareció un organismo complejo que podría considerarse el primer animal, la rama más antigua del tronco del que evolucionaron todos los actuales. Hasta ahora muchos científicos se decantaban por las esponjas, tan primitivas que carecen de tejidos organizados. Un estudio publicado esta semana en la revista Science les arrebata este título para cedérselo a los ctenóforos, animales gelatinosos parecidos a medusas que no pican, pero que en el Mediterráneo se han convertido en una plaga ecológica.

Los ctenóforos, de los que hoy existen menos de 200 especies, se distinguen por poseer ocho filas de pelillos o cilios que emplean para propulsarse y que dan origen a su nombre (ctenes es “peines” en griego). Estos animales, que suman una gran parte de la masa del plancton marino, se alimentan de minúsculas presas que cazan gracias a unas células pegajosas especializadas. Una de sus especies más representativas es Mnemiopsis leidyi, conocida en inglés como sea walnut (nuez de mar) y originaria de la costa atlántica de América, que a principios de la década de 1980 llegó al Mar Negro y desde allí invadió el Mediterráneo. En 2009 comenzó a detectarse en grandes cantidades en las costas de Cataluña y Levante.

Desde el punto de vista evolutivo, los ctenóforos se han postulado como los animales más antiguos en competencia con las esponjas, los cnidarios (medusas y anémonas) y los misteriosos placozoos, una especie de diminutas tortas multicelulares que reptan por los fondos marinos. Exceptuando a las esponjas, los otros tres grupos o filos poseen tejidos que se originan a partir de dos láminas de células embrionarias llamadas ectodermo y endodermo. El primero da lugar al sistema nervioso, mientras que el segundo origina el tubo digestivo. Los animales más complejos que poseen simetría bilateral, desde un mosquito a un ser humano, cuentan además con una tercera capa llamada mesodermo, de la que derivan los músculos.

 


El ctenóforo Mnemiopsis leidyi. William Browne, University of Miami.


Los ctenóforos y las medusas poseen tanto células nerviosas como musculares, algo de lo que carecen las esponjas. “Según el árbol evolutivo clásico de los animales, se pensaba que los tipos celulares complejos (como nervios y músculos) surgían una vez, después de que los animales sin esos tipos celulares se ramificaran del resto, y que una vez inventados nunca se perdían”, explica el primer autor del nuevo estudio, Joseph Ryan, del Instituto Nacional para la Investigación del Genoma Humano (NHGRI) perteneciente a los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) de EE. UU. Por este motivo, “hasta ahora se pensaba que la ramificación más antigua implicaba a las esponjas (animales sin nervios ni músculos) en lugar de a los ctenóforos (animales con nervios y músculos)”, prosigue Ryan. En resumen: para la evolución, no hay pasos atrás.

Los investigadores han secuenciado el genoma de la nuez de mar. Para los biólogos evolutivos, la comparación de las secuencias de ADN de distintas especies permite desentrañar sus parentescos, trazar sus árboles genealógicos e incluso estimar la antigüedad de sus linajes. Con el primer genoma de un ctenóforo, los científicos ya disponen de la secuencia de ADN de al menos un representante de cada uno de los cuatro filos candidatos al patriarcado del reino animal. Al analizar los 150 millones de pares de bases de Mnemiopsis leidyi, que incluyen unos 16.500 genes, los investigadores se han encontrado con alguna que otra sorpresa. En primer lugar, el estudio revela que los ctenóforos son genéticamente muy diferentes de las medusas, rompiendo lo que hasta ahora se creía un estrecho parentesco.

Pero no es la conclusión más rompedora. La comparación con los otros tres grupos sitúa a los ctenóforos como los primeros animales. “Varias líneas de estudio independientes sugieren que la ramificación evolutiva más antigua que incluye animales hoy vivos tuvo como protagonistas a los ctenóforos”, señala Ryan. Sorprendentemente, los investigadores descubrieron que algunos genes típicos de componentes nerviosos son similares en la nuez de mar y en las esponjas. Sin embargo, estas últimas no tienen células nerviosas. “No está claro qué hacen estos genes neurales en las esponjas ni en los ctenóforos”, dice Ryan. “Si resulta que estos componentes funcionan en el sistema nervioso de los ctenóforos, entonces es más probable que las células neurales estuvieran presentes en el ancestro de todos los animales y que las esponjas las perdieran”. Es decir, que la evolución sí puede dar un paso atrás. La hipótesis alternativa es que estos genes tampoco funcionen en el sistema nervioso de los ctenóforos. “Eso implicaría que las células neurales de los ctenóforos fueron una innovación evolutiva independiente”, aventura Ryan.

 


El ctenóforo Mnemiopsis leidyi. Bruno Vellutini, Sars International Center for Marine Molecular Biology, University of Bergen, Norway.


Algo parecido sucede con los componentes de las células del mesodermo, las que dan origen a los músculos. “Mnemiopsis tiene la mayoría de los genes que codifican los componentes estructurales de las células mesodérmicas”, escriben los investigadores en su estudio. Sin embargo, “las moléculas que en los animales deciden que una célula se va a convertir en músculo están ausentes”, agrega Ryan. Según el mismo razonamiento, este hecho da pie a pensar que los ctenóforos “pueden haber desarrollado estos tipos celulares de forma independiente”, prosigue el estudio. Como resumen, Ryan apunta que “este nuevo orden sugiere que las células neurales y musculares, o se perdieron en las esponjas y placozoos, o surgieron independientemente en los ctenóforos”.

En un comentario anexo al estudio, el biólogo de la Universidad Vanderbilt (EE. UU.) Antonis Rokas concluye que podemos prescindir de la noción según la cual “la evolución animal temprana se asemejaba a una marcha lineal de formas evolutivas desde lo simple a lo complejo”. “La simplificación y la pérdida de genes, vías e incluso tipos celulares, y quizá también su evolución independiente, son parte integral del tejido de los orígenes animales”, concluye Rokas. La dificultad ahora estriba en que este esquema no lineal complicará la tarea de datar la antigüedad de estas ramificaciones, dado que los cuatro filos surgieron “en una ventana de tiempo muy estrecha hace más de 550 millones de años”, escribe Rokas, y que hasta ahora los investigadores se basaban en convertir diferencias genéticas en distancias temporales según esa marcha de lo simple hacia lo complejo. “Este nuevo árbol genealógico de los animales cambia los resultados”, sugiere Ryan.
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