Encuentran gusanos marinos que han desarrollado recientemente la capacidad de volver a crecer una cabeza completa
Un grupo internacional de investigadores, incluidos biólogos de la Universidad de Maryland, descubrió que al menos cuatro especies de gusanos marinos de cinta desarrollaron independientemente la capacidad de volver a crecer la cabeza después de su amputación.
Es poco común la regeneración de partes del cuerpo amputadas, pero existe en todo el mundo animal, desde salamandras, arañas y estrellas de mar que pueden regenerar apéndices hasta una especie de gusano de cinta que puede regenerar a un individuo completo desde una pequeña porción de tejido.
Pero en general se pensaba que las habilidades regenerativas son un rasgo antiguo que algunas especies lograron mantener, mientras que la mayoría de las otras las perdieron a través de la evolución.
Este nuevo estudio, que se publicó en el número del 6 de marzo de 2019 de Proceedings of the Royal Society B, pone de manifiesto esa suposición. En un estudio de 35 especies de lombrices marinas, los investigadores encontraron que la capacidad de regenerar una cabeza completa, incluido el cerebro, evolucionó relativamente recientemente en cuatro especies diferentes.
"Esto significa que cuando comparamos grupos de animales no podemos asumir que las similitudes en su capacidad para regenerarse son viejas y reflejan una ascendencia compartida", dijo Alexandra Bely, profesora asociada de biología en la UMD y una de las autoras del estudio. "Necesitamos ser más cuidadosos al comparar los hallazgos de regeneración en diferentes grupos de animales".
Todos los animales tienen algún grado de capacidad regenerativa. Incluso los humanos vuelven a crecer la piel dañada sobre una herida. Sin embargo, los linajes animales que divergieron muy temprano en la historia evolutiva, como las esponjas, los hidroides y los ctenóforos, a menudo son capaces de regenerar individuos enteros incluso de pequeñas partes amputadas. A medida que los animales evolucionaron en mayor complejidad, las habilidades regenerativas se han vuelto menos dramáticas y comunes.
Estimar dónde y cuándo se produjeron cambios en las habilidades regenerativas en el árbol de la vida es fundamental para comprender cómo evoluciona la regeneración y qué factores influyen en el rasgo. Hasta ahora, la comprensión científica de cómo evolucionaba la regeneración se basaba únicamente en estudios de animales que perdían habilidades regenerativas. Esto se debe a que para estudios comparativos todos los avances conocidos en la capacidad regenerativa ocurrieron demasiado lejos en el pasado distante.
Distribución filogenética de las habilidades regenerativas en el phylum Nemertea
Esta nueva investigación presenta la documentación más clara de los animales que tienen habilidades regenerativas y podría arrojar luz sobre las características necesarias para que el rasgo evolucione.
Para llevar a cabo el estudio, los investigadores recolectaron de 2012 a 2014 gusanos de cinta a lo largo de las costas de los Estados Unidos, Argentina, España y Nueva Zelanda. Realizaron experimentos de regeneración en 22 especies, dividiéndolas de frente hacia atrás y observando su capacidad de regeneración. También obtuvieron información sobre otras 13 especies de gusanos marinos de cinta de estudios anteriores.
Todas las especies pudieron restaurarse a sí mismas para completar individuos al volver a crecer las partes posteriores. Solo ocho especies pudieron volver a crecer sus cabezas y restaurar a un individuo completo solo desde la parte posterior del cuerpo. Cuatro de estas eran conocidas de estudios previos y cuatro eran nuevas.
Más sorprendente que la cantidad de gusanos de cinta que podrían volver a crecer sus cabezas fue que la mayoría de ellos no pudieron. Los estudios realizados en la década de 1930 del gusano de cinta Lineus sanguineus demostraron que es un campeón de la regeneración animal con la capacidad de regenerar un cuerpo entero y una cabeza con éxito del equivalente de solo doscientas milésimas de un individuo (eso es como volver a crecer una persona de 150 libras con solo 0.012 onzas de tejido o aproximadamente 1/16 de una cucharadita). Ese ejemplo clasificó a todo el filo de gusanos de cinta marinos (conocido como Nemertea) con una reputación de ser súper regeneradores.
La suposición natural era que era un rasgo antiguo transmitido por un ancestro común que algunos gusanos de cinta comenzaron a perder a medida que las especies se separaban. Sin embargo, con su estudio de 35 especies, los investigadores reconstruyeron el patrón evolutivo de regeneración en todo el filo y descubrieron que era una habilidad desarrollada más recientemente, incluso entre los súper regeneradores como el Lineus sanguineus.
"Se infiere que el antepasado de este grupo de gusanos no pudo regenerar una cabeza, pero cuatro grupos separados desarrollaron posteriormente la capacidad de hacerlo", dijo Bely. "Se infiere que uno de estos orígenes ocurrió hace solo 10 o 15 millones de años".
En términos evolutivos, eso es historia reciente dado que se piensa que las habilidades regenerativas evolucionaron antes del Período Cámbrico hace más de 500 millones de años.
Las oportunidades para estudiar los logros en habilidades regenerativas pueden mejorar en gran medida la comprensión de los científicos sobre las estrategias de desarrollo que permiten y mejoran la regeneración. Por ejemplo, algunos de los gusanos no regeneradores de cabeza en el estudio sobrevivieron meses sin cabezas. Eso podría indicar un posible precursor para desarrollar la capacidad de regenerar una cabeza, ya que sobrevivir a una amputación el tiempo suficiente para la regeneración podría ser el primer paso evolutivo.
"Estas especies que han evolucionado recientemente la regeneración de la cabeza serán excelentes modelos para estudiar el surgimiento de nuevas capacidades de regeneración en los animales", dijo Bely. "Ahora podemos hacer preguntas tales como qué cambios en los procesos moleculares llevaron a una nueva capacidad de regeneración de la cabeza".
Artículo científico: A phylum-wide survey reveals multiple independent gains of head regeneration in Nemertea
