Las esponjas, y no las medusas, son nuestros parientes animales más lejanos
El árbol de la vida animal tuvo que empezar en alguna parte. Sin embargo, es más difícil de lo que parece encontrar esa rama original entre un dosel tan enredado.
Un nuevo análisis de datos genómicos sugiere que un filo (una categoría situada en taxonomía entre el reino y la clase) en la carrera por la rama más antigua nos ha estado engañando todo el tiempo.
Desde el siglo XIX, muchos científicos han presentado a la esponja, una de las criaturas más simples que existen, como el primer animal del mundo.
Los modernos estudios genómicos, sin embargo, han enfrentado a este ser sin músculos, sin nervios y sin órganos contra una criatura mucho más compleja.
Las medusas peine comprenden un pequeño filo conocido como Ctenophora pero, a diferencia de Porifera al que pertenecen el filo de las esponjas, estas criaturas con forma de globo muestran rasgos mucho más avanzados, incluidas neuronas y células musculares para detectar y comer presas, así como un intestino para la digestión.
Si estas medusas realmente aparecieron primero, significa que muchos de sus rasgos se perdieron posteriormente entre las Porifera, solo para evolucionar nuevamente más adelante. Si bien esto puede parecer francamente ilógico, no está del todo descartado, aunque amenaza con cambiar nuestra comprensión de la evolución temprana de los animales y el desarrollo del sistema nervioso en sí.
"Puede parecer muy improbable que rasgos tan complejos puedan evolucionar dos veces, de forma independiente, pero la evolución no siempre sigue un camino simple", explica el genetista Anthony Redmond del Trinity College Dublin en Irlanda. "Por ejemplo, las aves y los murciélagos están relacionados lejanamente pero tienen alas para volar desarrolladas de forma independiente".
En los últimos años, algunos modelos que han dividido los genes en grupos más pequeños para compararlos han encontrado que las medusas peine tienen una señal filogenética mayor que las esponjas, lo que sugiere que estos animales evolucionaron y existieron primero.
Utilizando los mismos datos, otros modelos que no dividen los genes sino que se basan en una supermatriz más grande han revelado la línea de tiempo exactamente opuesta, con esponjas que llegan a la escena antes que las medusas peine.
Ambos enfoques tienen sus limitaciones, pero examinarlos juntos ayuda a aliviar algunos de nuestros errores y sesgos anteriores al mirar los datos.
Un nuevo análisis que utiliza un modelo más integrador sugiere ahora que al principio estábamos en el camino correcto, es decir, esponjas.
"Nuestro enfoque cierra la brecha entre dos metodologías en desacuerdo y proporciona una fuerte evidencia de que las esponjas, y no las medusas, son nuestros parientes animales más lejanos", dice Redmond.
"Esto significa que nuestro último ancestro animal común era morfológicamente simple y sugiere que la evolución repetida y/o la pérdida de características complejas como un sistema nervioso es menos probable que si las medusas peine fueran nuestros parientes animales más lejanos".
En la evolución, la selección natural tiende a mantener la función y la forma de ciertas proteínas sustituyendo aminoácidos específicos por otros que tienen propiedades bioquímicas similares. Sin embargo, estas propiedades pueden diferir de un sitio a otro, dentro de los genes y entre ellos.
Los modelos particionados, en los que se dividen los genes y se comparan en grupos los patrones de sustitución entre sitios, a menudo no tienen en cuenta esta diversidad, lo que significa que podrían faltar múltiples sustituciones 'ocultas', especialmente en especies en las que se seleccionaron nuevos aminoácidos con relativa rapidez.
Como tal, la mayoría de los modelos divididos apuntan a las medusas peine como la hermana original de otros animales. Pero cuando se incorporan modelos que tienen en cuenta las diferencias de sitio, los investigadores han descubierto que las esponjas asumen ese papel.
Esto se alinea con estudios previos que han encontrado que los modelos divididos y no divididos pueden afectar las longitudes de las ramas y los nodos de cambio en el árbol de la vida, "a veces de manera dramática".
En otras palabras, argumentan los investigadores, son nuestros modelos "mal ajustados" y "demasiado simplistas" los que están suprimiendo algunos cambios evolutivos en la rama larga de las medusas peine. Esto hace que parezca que el filo de Ctenophora evolucionó antes que las esponjas cuando, de hecho, estas medusas probablemente se separaron de Porifera bastante pronto y luego evolucionaron increíblemente rápido.
Imagen: Dos posibles árboles para el primer filo existente. (Telford y Kapli)
Los resultados respaldan un estudio anterior de 2020 que encontró que la rápida evolución de las medusas peine introduce un sesgo en nuestros modelos que nos engaña haciéndonos pensar que fueron lo primero.
Tanto los filos Porifera como Ctenophora tienen ramas largas, pero cuando comparamos las dos usando modelos similares de reemplazo de aminoácidos, las medusas parecen más viejas debido a su rápida evolución. En realidad, sin embargo, las secuencias de genes de las medusas peine se han producido en un espacio de tiempo mucho más estrecho, lo que las hace parecer más relacionadas con las esponjas de lo que realmente están.
Los futuros modelos deben tener en cuenta este sesgo, conocido como 'atracción de ramas largas', dicen los investigadores, de lo contrario, estas discrepancias seguirán apareciendo una y otra vez.
"Los grupos de animales de ramas largas a menudo son difíciles de ubicar", dijo el biólogo evolutivo Detlev Arendt a Quanta Magazine en 2015.
"Hasta ahora, los datos filogenéticos no son realmente concluyentes sobre a dónde pertenecen [las medusas peine]".
Dado lo acalorado que se ha vuelto este debate, es poco probable que este nuevo estudio termine la conversación para siempre. Dicho esto, los resultados de este modelo actualizado se unen a otros recientes avances en la investigación genómica que sugieren que los genes de las medusas peine nos están confundiendo de alguna manera.
"La consternación sobre qué linaje es hermano de otros animales ha tenido una gran influencia en el desarrollo de enfoques novedosos y la reevaluación de la calidad de las metodologías filogenéticas comúnmente aplicadas", escriben los autores.
"Esto parece que va a continuar, con aún por explorar muchas vías de investigación destacadas por este debate".
El estudio fue publicado el mes pasado en Nature Communications: Evidence for sponges as sister to all other animals from partitioned phylogenomics with mixture models and recoding
