Las esponjas, no las medusas, divergieron primero del resto de la vida animal
Toda la historia del reino animal es como una larga carretera, con diferentes especies que salen en diferentes puntos para seguir sus propios caminos evolutivos. Y las esponjas marinas se descolgaron en la primera salida de la carretera y terminaron en el rincón más lejano del país.
Los científicos compararon recientemente la genética de las esponjas con la de otro animal poco usual: la medusa peine. Dicen que su investigación resuelve un debate: Algunos biólogos ya consideraban a las esponjas como las primas más lejanas de todos los demás animales; otros argumentaron que las medusas peine eran las verdaderas "hermanas de todos los demás animales".
El concepto de evolución existió durante aproximadamente un siglo antes de que alguien descubriera el ADN. Aún se mantienen muchas de las ideas desarrolladas durante esa era: los animales que comparten muchos rasgos probablemente divergieron de ancestros comunes más recientemente, tomando la misma ruta evolutiva hasta ese punto. Y dos animales que comparten menos rasgos probablemente divergieron hace más tiempo.
Los seres humanos y otros grandes simios, por ejemplo, se ven y actúan de la misma manera. Por tanto, tiene sentido suponer que comparten antepasados relativamente recientes. Las personas y los delfines se ven diferentes y viven vidas muy diferentes, pero comparten algunos rasgos clave: nacimiento vivo, glándulas mamarias y cabello. Entonces son más como primos segundos o terceros.
Adoptar este enfoque de toda la diversidad de animales en la Tierra sugeriría que las esponjas se separaron hace mucho tiempo. No tienen músculos, sistemas nerviosos, órganos o incluso el tracto digestivo tradicional de boca a ano común a todos los demás miembros del reino animal. Sus rasgos animales son básicos: están hechas de múltiples células, producen esperma, carecen de paredes celulares y necesitan comer para obtener energía.
Las medusas peine, que tienen músculos, ano simple y nervios a pesar de tantas otras diferencias con la mayoría de la vida animal en la Tierra, parecían haber divergido más recientemente, perteneciendo a la misma rama de la vida animal que no son esponjas como los seres humanos, los leones marinos y las tarántulas.
Este tipo de análisis es útil pero imperfecto. Tanto los pájaros como los murciélagos vuelan, pero no debido a ningún antepasado común; desarrollaron sus alas de forma independiente. Los manatíes y las ballenas son mamíferos que habitan en el agua, pero los manatíes están más cerca de los elefantes de lo que parecía posible, según un trabajo genético anterior, que las medusas peine se separaran del resto del reino animal antes que las esponjas sin sistema nervioso.
Como informó Live Science en 2017, la mayoría de los estudios de relaciones entre animales analizan sus genomas completos. Pero este método general es demasiado impreciso para hacer distinciones precisas entre primos tan distantes como esponjas y medusas peine. De modo que los estudios más importantes sobre esponjas/medusas peine se basan en un puñado de genes que comparten todos los organismos.
Incluso en estos genes comunes, las mutaciones se infiltran con el tiempo. Cuantas más mutaciones separan los genes comunes de dos animales, hace más tiempo que divergieron sus caminos evolutivos. Desde esta perspectiva, algunos científicos argumentaron que las medusas peine y no las esponjas eran los primos más lejanos de otras formas de vida. Pero esa conclusión provino de solo un par de genes que habían divergido mucho en las medusas peine.
Si las medusas peine fueran las primas más lejanas, eso sería importante. Sugeriría que las medusas peine se separaran antes que las esponjas sin nervios, y desarrollaron sus propios nervios por separado de otras formas de vida. Y si la evolución inventó el sistema nervioso (o el ano) dos veces, entonces tal vez a la evolución realmente le gusten los sistemas nerviosos (o los anos) por alguna razón. Eso nos diría algo importante sobre la vida misma.
Este nuevo artículo arroja agua fría sobre esa idea.
"En lugar de medusas peine, nuestros análisis mejorados apuntan a las esponjas como nuestros parientes animales más lejanos, restaurando la hipótesis tradicional y más simple de la evolución animal", dijo en un comunicado Anthony Redmond, autor principal y microbiólogo de la Universidad de Trinity.
El equipo de Trinity desarrolló un nuevo método para estudiar la genética de los animales, teniendo en cuenta los propios mecanismos de la evolución. Los genes contienen instrucciones para construir grandes y complejas máquinas moleculares conocidas como proteínas. Cuando mutan pequeñas partes de un gen (letras individuales de código genético intercambiando por diferentes unidades de código) esos cambios pueden resultar en proteínas que no hacen su trabajo. Entonces, las mutaciones que permanecen tienden a seguir reglas estrictas, cambiando las partes individuales de esas proteínas (conocidas como aminoácidos) solo de manera que generalmente no hacen que toda la proteína deje de funcionar.
Hay 20 aminoácidos en el código genético. Esa lista de 20 se divide en "contenedores" más pequeños de cuatro a seis aminoácidos bioquímicamente similares que podrían, por ejemplo, compartir la misma carga positiva o negativa. Es menos probable que una mutación que intercambie un aminoácido por otro en el mismo contenedor cambie significativamente el comportamiento de una proteína. La mayoría de las mutaciones que permanecen el tiempo suficiente para convertirse en parte del genoma de un tipo de animal implican intercambios dentro de contenedores.
Es más probable que intercambiar un aminoácido por un equivalente de un contenedor diferente cambie la función de una proteína. Eso significa que es más probable que sea dañino y, por lo tanto, es más probable que se elimine a través de la selección natural. Ocurren los intercambios de aminoácidos de diferentes contenedores, pero es mucho más raro que se queden de generación en generación.
Entonces, para simplificar las cosas, si cada intercambio adicional de aminoácidos del mismo contenedor significa que dos especies divergieron una generación más en el pasado (bisabuelos en lugar de abuelos), una mutación que intercambia un aminoácido por otro de un contenedor diferente podría sugerir cien generaciones. Tener en cuenta las diferencias entre los tipos de mutaciones al estudiar los genomas de esponjas y medusas sugiere que las esponjas, no las medusas peine, divergieron primero del resto de la vida animal.
Si bien las medusas peine tienen ese par de genes que son radicalmente divergentes de otros animales, sugiriendo que divergieron hace mucho tiempo en el pasado profundo, una mirada más holística a los tipos de mutaciones presentes en sus genomas sugiere una desviación más reciente que la que tomaron las esponjas. Los nervios, los anos y otras características comunes de la vida animal que no son esponjas probablemente solo evolucionaron una vez.
La investigación fue publicada el 19 de marzo en la revista Nature Communications: Evidence for sponges as sister to all other animals from partitioned phylogenomics with mixture models and recoding
Imagen de cabecera: Una esponja del tamaño de una minivan, la más grande registrada, fue encontrada en 2015 durante una expedición a las profundidades marinas en el Monumento Nacional Marino Papahānaumokuākea frente a Hawái.
