Los vertebrados se convirtieron en depredadores al ajustar la cresta neural
Las lampreas dan importantes pistas sobre la evolución y el éxito de los vertebrados
Las lampreas son peces vampiros chupadores de sangre que se adhieren y eventualmente matan peces comerciales, lo que los convierte en la pesadilla de muchos pescadores. Como algo sacado de una película de terror, estos parásitos usan hileras radiales de afilados dientes para excavar en la piel de su anfitrión y extraer sangre y otros fluidos para alimentarse.
Pero para los científicos de Caltech, estas horribles criaturas ofrecen importantes pistas sobre la evolución y el éxito de los vertebrados.
Los peces con forma de anguila no tienen mandíbula, pero debido a que las lampreas son los animales más primitivos en la Tierra con una columna vertebral (vertebrados), compararlos con los vertebrados evolucionados más recientemente podría ofrecer una idea de cómo evolucionaron con el tiempo la mandíbula y otras estructuras de la cabeza. Esto tiene importantes implicaciones para comprender comportamientos como la depredación que dependen en gran medida de la fuerza de la mandíbula.
Los científicos de Caltech han descubierto que una población de células madre embrionarias llamadas células de la cresta neural puede ayudar a explicar cómo evolucionaron progresivamente los vertebrados a una cabeza cada vez más eficiente.
Las células de la cresta neural se originan dentro del sistema nervioso central en desarrollo antes de migrar por todo el embrión. Son un importante actor en el desarrollo de las mandíbulas y otros componentes importantes de la cabeza y la cara, lo que las convierte en un buen candidato para un papel en la evolución de la cabeza de los vertebrados.
La investigación se realizó en el laboratorio de Marianne Bronner, profesora de biología Albert Billings Ruddock y directora del Instituto Beckman.
"Las lampreas son como fósiles vivientes, y las usamos para adivinar cómo podrían haber sido los vertebrados primitivos", dice Bronner. "En la década de 1980, se propuso que la cresta neural era una invención de los vertebrados que permitía la adquisición de una 'nueva cabeza'. Queríamos probar esto observando los genes de la cresta neural en la lamprea".
El estudio, dirigido por la académica postdoctoral Megan Martik, comenzó comparando la composición genética de la cresta neural de la lamprea con la de los embriones de pollo. El equipo descubrió que las células de la cresta neural de la lamprea carecían de genes importantes que están presentes en la cresta neural de la cabeza de las aves y los mamíferos, y que son fundamentales para crear estructuras avanzadas como la mandíbula.
El equipo se preguntó cómo la cresta neural finalmente adquirió los genes. Para buscar pistas, examinaron los genes de la cresta neural de los animales que tienen mandíbulas, como los tiburones y el pez cebra, y evolucionaron después de la lamprea pero mucho antes que los pollos y otras aves.
Martik y sus colegas descubrieron que el programa genético que ayudó a hacer la cabeza más sofisticada fue creado por la adición progresiva de genes al repertorio de la cresta neural a medida que avanzaba el árbol de la vida de los vertebrados y evolucionaban nuevas especies.
Un artículo que describe el trabajo apareció el 31 de octubre en la revista Nature: Evolution of the new head by gradual acquisition of neural crest regulatory circuits
