MADRID, 17 (SERVIMEDIA)
Las medusas peine fueron los primeros animales de la Tierra hace cerca de 700 millones de años, por delante de las esponjas.
Esa es la conclusión de un análisis cromosómico realizado por varios investigadores y publicado este miércoles en la revista ‘Nature’.
Durante más de un siglo, los biólogos se han preguntado cómo eran los primeros animales cuando surgieron por primera vez en los antiguos océanos. Buscando entre los de aspecto más primitivo de la actualidad, los científicos redujeron gradualmente las posibilidades a dos grupos: esponjas, que pasan toda su vida adulta en un lugar filtrando alimentos del agua de mar; y medusas peine, depredadores voraces que reman a través de los océanos del mundo en busca de alimento.
Los investigadores utilizaron un enfoque novedoso basado en la estructura cromosómica para llegar a una respuesta definitiva: las medusas peine o ctenóforos se convirtieron en el primer linaje en ramificarse del árbol de los animales. Las esponjas fueron las siguientes, seguidas por la diversificación de todos los demás animales, incluidos los humanos.
Aunque los investigadores determinaron que el linaje de los ctenóforos se ramificó antes que las esponjas, ambos grupos de animales continuaron evolucionando a partir de su ancestro común. Sin embargo, los biólogos evolutivos creen que estos grupos aún comparten características con los primeros animales y que estudiar estas primeras ramas del árbol de la vida animal puede arrojar luz sobre cómo surgieron y evolucionaron los animales hasta la diversidad de especies de ahora.
“El ancestro común más reciente de todos los animales probablemente vivió hace 600 o 700 millones de años. Es difícil saber cómo eran porque eran animales de cuerpo blando y no dejaron un registro fósil directo. Pero podemos usar comparaciones entre seres vivos animales para aprender sobre nuestros ancestros comunes”, indica Daniel Rokhsar, profesor de biología celular y molecular de la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos) y coautor del artículo junto con Darrin Schultz y Oleg Simakov, de la Universidad de Viena (Austria). “Es emocionante: estamos mirando hacia atrás en el tiempo donde no tenemos esperanza de obtener fósiles, pero al comparar genomas, estamos aprendiendo cosas sobre estos ancestros muy tempranos”.
Comprender las relaciones entre los linajes de animales ayudará a los científicos a comprender cómo evolucionaron con el tiempo las características clave de la biología animal, como el sistema nervioso, los músculos y el tracto digestivo, dicen los investigadores.
“Desarrollamos una nueva forma de tener una de las miradas más profundas posibles sobre los orígenes de la vida animal”, apunta Schultz, el autor principal y ex estudiante de posgrado de la Universidad de California en Santa Cruz e investigador en el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (Estados Unidos), y ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Viena, antes de añadir: “Este hallazgo sentará las bases para que la comunidad científica comience a desarrollar una mejor comprensión de cómo han evolucionado los animales”.
¿QUÉ ES UN ANIMAL?
La mayoría de los animales familiares, incluidos gusanos, moscas, moluscos, estrellas de mar y vertebrados, como los humanos, tienen una cabeza con un cerebro centralizado, un intestino que va desde la boca hasta el ano, músculos y otras características compartidas que ya habían evolucionado en el momento de la Explosión Cámbrica hace unos 500 millones de años. Juntos, estos animales se llaman bilaterales.
Sin embargo, otros animales, como las medusas, las anémonas de mar, las esponjas y los ctenóforos, tienen diseños corporales más simples. Estas criaturas carecen de muchas características bilaterales, ya que, por ejemplo, carecen de un cerebro definido y es posible que ni siquiera tengan un sistema nervioso o músculos, pero comparten las características de la vida animal, en particular el desarrollo de cuerpos multicelulares a partir de un óvulo fertilizado.
Las relaciones evolutivas entre estas diversas criaturas -específicamente, el orden en que cada uno de los linajes se ramificó del tronco principal del árbol de la vida animal- ha sido motivo de controversia. Con el auge de la secuenciación del ADN, los biólogos pudieron comparar las secuencias de genes compartidos por los animales para construir un árbol genealógico que ilustra cómo los animales y sus genes evolucionaron con el tiempo desde que surgieron los primeros animales en el Período Precámbrico.
Pero estos métodos filogenéticos basados en secuencias de genes no lograron resolver la controversia sobre si las esponjas o las medusas de peine fueron la rama más antigua del árbol animal, en parte debido a la profunda antigüedad de su divergencia, según Rokhsar.
Con solo mirarlas, las esponjas parecen bastante primitivas. Tras su etapa larvaria de nado libre, se asientan y generalmente permanecen en un lugar, barriendo suavemente el agua a través de sus poros para capturar pequeñas partículas de alimento disueltas en el agua de mar. No tienen nervios ni músculos, aunque sus partes duras son buenos limpiadores en el baño.
“Tradicionalmente, las esponjas han sido ampliamente consideradas como la primera rama sobreviviente del árbol animal porque no tienen sistema nervioso, no tienen músculos y se parecen un poco a las versiones coloniales de algunos protozoos unicelulares”, recalca Rokhsar.
El otro candidato para el linaje animal más antiguo es el grupo de las medusas peine, animales populares en muchos acuarios. Si bien superficialmente se parecen a las medusas, a menudo tienen una forma de campana, aunque con dos lóbulos, a diferencia de las medusas, y generalmente tentáculos, solo están relacionados de manera lejana.
Mientras las medusas se abren camino a través del agua, los ctenóforos se impulsan con ocho filas de cilios dispuestos a los lados como peines.
CROMOSOMAS AL RESCATE
Para saber si las esponjas o los ctenóforos fueron la primera rama de los animales, el nuevo estudio se basó en una característica poco probable: la organización de los genes en cromosomas. Cada especie tiene un número de cromosomas característico (los humanos tienen 23 pares) y una distribución característica de genes a lo largo de los cromosomas.
Rokhsar, Simakov y sus colaboradores habían demostrado previamente que los cromosomas de esponjas, medusas y muchos otros invertebrados portan conjuntos de genes similares, a pesar de más de 500 millones de años de evolución independiente. Este descubrimiento sugirió que los cromosomas de muchos animales evolucionan lentamente y permitió al equipo reconstruir computacionalmente los cromosomas del ancestro común de estos diversos animales.
Pero la estructura cromosómica de los ctenóforos se desconocía hasta 2021, cuando Schultz y sus colegas determinaron la estructura cromosómica del ctenóforo ‘Hormiphora californiensis’.
Los investigadores secuenciaron los genomas de otro ctenóforo y esponja, así como de tres criaturas unicelulares que están fuera del linaje animal: un coanoflagelado, una ameba filasterea y un parásito de peces llamado ictiospora. Las secuencias aproximadas del genoma de estos no animales ya existían, pero no contenían la información crítica necesaria para la vinculación de genes a escala cromosómica: dónde se ubican en el cromosoma.
Sorprendentemente, cuando el equipo comparó los cromosomas de estos diversos animales y no animales, encontraron que los ctenóforos y los no animales compartían combinaciones particulares de genes y cromosomas, mientras que los cromosomas de las esponjas y otros animales se reorganizaron de una manera claramente diferente.
“Esa fue la prueba irrefutable: encontramos un puñado de reordenamientos compartidos por esponjas y animales que no son ctenóforos. En contraste, los ctenóforos se parecían a los no animales. La explicación más simple es que los ctenóforos se ramificaron antes de que ocurrieran los reordenamientos”, indica Schultz.
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