Los genes neuromusculares de una esponja o la evolución de la complejidad animal.

La esponja marina Amphimedom queenslandica evolucionó a partir de ancestros unicelulares antes de la explosión del Cámbrico, lo que la hace uno de los primeros organismos multicelulares. Sin embargo, cuando el equipo encabezado por Mansi Srivastava, de la Universidad de California en Berkeley, analizó su genoma se encontró con la sorpresa de que porta genes que son característicos de rasgos animales más complejos, lo que sugiere que estos genes habrían evolucionado antes que la propia multicelularidad. Los resultados se publican en Nature.

El surgimiento de los animales unicelulares a partir de ancestros unicelulares ocurrió hace más de 600 millones de años. Esta evolución conllevó la aparición de mecanismos para coordinar la división, el crecimiento, la especialización, la adhesión y la muerte de las células. El mal funcionamiento de estos mecanismos es lo que da lugar a enfermedades como los distintos tipos de cáncer, en los que los controles de las relaciones intercelulares fallan, o a las enfermedades autoinmunes, en las que las distinciones entre lo propio y lo extraño se desvanecen. Las señas de identidad de la multicelularidad de los metazoos están, por tanto, íntimamente relacionadas con las del cáncer y la inmunidad. Las esponjas juegan un papel crítico en la búsqueda de los orígenes de los procesos multicelulares de los metazoos, ya que están consideradas como el filo más próximo al ancestro común de todos los metazoos.

Si bien la pertenencia de las esponjas al Reino Animal se determinó ya en el siglo XIX, la ausencia de músculos, sistema nervioso y órganos internos las ha relegado al subreino de los parazoos, un escalón por debajo de los eumetazoos, es decir, los verdaderos animales. No obstante lo anterior, las esponjas comparten con los eumetazoos los genes que regulan la adhesión y la señalización. Así como otros que regulan el desarrollo de la estructura corporal, como los factores de transcripción del desarrollo. De hecho, los embriones y las larvas de las esponjas son perfectamente comparables a los de otros animales. Dentro de las esponjas hay diversidad y su filogenia aún no está clara, lo que permite la posibilidad de que las esponjas sean parafiléticas, lo que implicaría que existirían otros animales que evolucionaron a partir de los ancestros de las esponjas.

Pues bien, Amphimedom queenslandica porta genes que, en animales más complejos, codifican los factores de transcripción implicados en la diferenciación de músculos y nervios, a pesar de carecer de sistema neuromuscular. Una posible hipótesis es que Amphimedom queenslandica se trataría de una “vuelta atrás”, esto es, que habría evolucionado a partir de un organismo más complejo, simplificándose. Pero esto no está para nada claro.

La presencia de genes neuronales, que es muy posible que cumpliesen una función en los protozoos, hace que nos planteemos al menos dos grandes preguntas: ¿Cómo pasaron estos genes a regular el desarrollo del sistema nervioso en animales posteriores? Y ¿qué función desempeñaban estos genes en los organismos aún más primitivos?

Referencia:

Srivastava, M., Simakov, O., Chapman, J., Fahey, B., Gauthier, M., Mitros, T., Richards, G., Conaco, C., Dacre, M., Hellsten, U., Larroux, C., Putnam, N., Stanke, M., Adamska, M., Darling, A., Degnan, S., Oakley, T., Plachetzki, D., Zhai, Y., Adamski, M., Calcino, A., Cummins, S., Goodstein, D., Harris, C., Jackson, D., Leys, S., Shu, S., Woodcroft, B., Vervoort, M., Kosik, K., Manning, G., Degnan, B., & Rokhsar, D. (2010). The Amphimedon queenslandica genome and the evolution of animal complexity Nature, 466 (7307), 720-726 DOI: 10.1038/nature09201