Durante años, los científicos han investigado si las esponjas o las medusas peine constituían la primera rama del árbol genealógico de la fauna del planeta, incluidos los humanos. Mapas genéticos detallados proporcionarían pruebas de que las medusas peine son las 'hermanas' de todos los demás animales
Más de un siglo les ha tomado a varias generaciones de investigadores averiguar cuál era la rama más antigua del árbol genealógico de los animales, ese primer organismo diferenciado del mundo vegetal que pudo haber dado lugar a la diversa variedad de fauna existente en el mundo actual, incluidos los humanos.
Con los avances de la ciencia y la tecnología se fueron despejando hipótesis hasta llegar a dos posibilidades en la bifurcación primigenia, que señalaban a las esponjas y a las medusas peine, también conocidas como ctenóforos.
Estos dos grupos atípicos de especímenes eran los que estaban más lejanamente emparentados del resto de los animales. A su vez, podían ser considerados grupos hermanos entre sí, si bien las esponjas pasan toda su vida adulta en un mismo lugar, filtrando el alimento del agua de mar, y las medusas peine son depredadoras voraces que se desplazan por los océanos del mundo en busca de alimento.
Ahora, un nuevo estudio publicado en la revista Nature demostraría que fueron los ctenóforos (medusas peine) el primer linaje que se separó en el árbol animal. Le siguieron las esponjas y, posteriormente, llegó la diversificación de todos los demás animales, abarcando al linaje humano. Para dar con la respuesta, los expertos utilizaron un novedoso enfoque basado en la estructura cromosómica transmitida desde aquellas primeras criaturas.
El equipo —integrado por investigadores del Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), de la Universidad de California (Berkeley y Santa Cruz) y de la Universidad de Viena— mapeó conjuntos de genes que siempre se encuentran juntos en un mismo cromosoma, desde humanos y hámsters hasta cangrejos y corales, para demostrar claramente que los ctenóforos son el grupo hermano de todos los demás animales.
Este trabajo determinó, en efecto, que el linaje de los ctenóforos se ramificó antes que el de las esponjas, por lo que ambos grupos de animales siguieron evolucionando a partir de su antepasado común. No obstante, los biólogos evolutivos creen que estos grupos siguen compartiendo características con los primeros ejemplares de sus especies.
Según explican en la nota con la que presentan el hallazgo, comprender las relaciones entre animales nos ayudará a entender cómo surgieron los primeros ejemplares de fauna y de qué manera han evolucionado a lo largo del tiempo hasta llegar a la diversidad de especies que vemos hoy, así como el desarrollo de características clave de nuestra anatomía, como el sistema nervioso o el tubo digestivo.
Definir a un animal
"El antepasado común más reciente de todos los animales vivió probablemente hace 600 o 700 millones de años. Es difícil saber cómo era porque se trataba de animales de cuerpo blando y no dejaron un registro fósil directo. Pero podemos utilizar comparaciones entre animales vivos para aprender sobre nuestros antepasados comunes", afirma Daniel Rokhsar, profesor de Biología Molecular y Celular de la Universidad de California en Berkeley y coautor del artículo junto con Darrin Schultz y Oleg Simakov, de la Universidad de Viena.
"Hemos desarrollado una nueva forma de mirar atrás, hacia los orígenes de la vida animal; utilizamos la genética para viajar en el tiempo unos mil millones de años y obtener las pruebas más sólidas hasta ahora para responder a una pregunta fundamental sobre los primeros acontecimientos en la evolución animal", sostiene, por su parte, Darrin Schultz.
Ante la falta de fósiles, los investigadores compararon genomas de antepasados muy tempranos.
Se sabe que las medusas, las anémonas de mar, las esponjas y los ctenóforos tienen constituciones corporales más simples que las de los gusanos, moscas, moluscos y vertebrados, en general. Carecen de un cerebro definido y pueden incluso no tener sistema nervioso ni músculos, pero comparten las características de la vida animal, sobre todo el desarrollo de cuerpos pluricelulares a partir de un huevo fecundado.
Las relaciones evolutivas entre estas diversas criaturas y, específicamente, el orden en que cada uno de los linajes se ramificó a partir del tronco principal del árbol animal de la vida, han sido controvertidas. Con el auge de los análisis de ADN ya es posible comparar las secuencias de genes compartidas para elaborar un árbol genealógico que ilustra cómo evolucionaron los animales y sus genes a lo largo del tiempo, desde que surgieron los primeros organismos, en el Precámbrico.
"Esta investigación nos da un contexto para entender qué hace que los animales sean animales, puesto que nos ayuda a comprender las funciones básicas que todos compartimos”, destaca el autor principal.
Detectar el eslabón original
Todos los genes de un animal están organizados en secuencias en los cromosomas. La localización de una secuencia genética individual puede mutar con el tiempo, pero los cambios en los enlaces entre genes de un cromosoma concreto son raros y, en gran medida, irreversibles.
Cuando Schultz y sus colaboradores examinaron el genoma a escala cromosómica de las medusas peine, observaron una agrupación de genes muy diferente de los patrones de otros animales. Y, lo que es más importante, hallaron patrones de genes compartidos entre los ctenóforos y tres organismos unicelulares no animales, mientras que esos patrones se han mezclado en todos los demás animales, desde las esponjas hasta los gorriones.
Lo representan cómo un organismo unicelular solitario, el antepasado de todos los animales, con dos crías. Una de ellas evolucionaría hasta convertirse en las medusas peine, con los genes de sus cromosomas manteniéndose a lo largo del tiempo en un orden específico y sin cambiar mucho. Por el otro lado, la otra cría podría haber ido evolucionando hasta convertirse en esponjas y en todos los demás animales tal y como los conocemos hoy. En este segundo caso, muchos de los genes de sus cromosomas se reorganizaron y fusionaron. Y como estos reordenamientos son irreversibles y se transmiten de generación en generación, son detectables incluso en la actualidad.
Al rastrear estos reordenamientos, el equipo encontró pruebas claras de que las medusas peine, y no las esponjas, constituyen el grupo hermano de todos los demás animales. "Las huellas de este antiguo acontecimiento evolutivo siguen presentes en los genomas de los animales cientos de millones de años después", concluye Schultz.
Referencia bibliográfica:
D. Schultz et al. "Ancient gene linkages support ctenophores as sister to other animals". Nature (2023)
