La cantidad de brazos tentaculados que crece una anémona de mar depende de la cantidad de comida que ingiere
Tu código genético determina que te crecerán dos brazos y dos piernas. El mismo destino es cierto para todos los mamíferos. De manera similar, la cantidad de aletas que tiene un pez y la cantidad de patas y alas que tiene un insecto están incrustadas en su código genético.
Las anémonas de mar, sin embargo, desafían esta regla y tienen un número variable de brazos tentaculados.
Hasta ahora no estaba claro qué regula la cantidad de tentáculos que puede crecer una anémona de mar. Los científicos del grupo Ikmi en EMBL Heidelberg, en colaboración con investigadores del laboratorio Gibson del Instituto Stowers para la Investigación Médica en Kansas City, han demostrado que el número de tentáculos se define por la cantidad de comida consumida.
"Controlar el número de brazos tentaculados mediante la ingesta de alimentos hace que la anémona de mar se comporte más como una planta que desarrolla nuevas ramas que como un animal que desarrolla una nueva extremidad", explica el líder del grupo Aissam Ikmi.
Definir qué factores ambientales desencadenan cambios morfológicos es una cuestión particularmente importante dada la longevidad de las anémonas de mar, con algunas especies que viven más de 65 años. "Como animales predominantemente sésiles, las anémonas de mar deben haber desarrollado estrategias para hacer frente a los cambios ambientales para mantener una vida útil tan larga", agrega Ikmi.
Los científicos han demostrado que el crecimiento de nuevos tentáculos ocurre no solo cuando la anémona de mar es juvenil, sino también durante la edad adulta. "Podemos concluir que el número de brazos tentaculados debe ser determinado por la interacción entre factores genéticos y ambientales", dice Ikmi, quien inició este proyecto cuando todavía era un postdoctorado en el laboratorio de Matt Gibson.
Mientras que la anémona de mar utiliza diferentes estrategias para construir tentáculos en las diferentes etapas de su vida, los brazos finales son morfológicamente indistinguibles entre sí. "Si los humanos pudieran hacer lo mismo, significaría que cuanto más comiéramos, más brazos y piernas podríamos crecer", dice Ikmi. "Imagínese lo útil que sería si pudiéramos activar esto cuando necesitáramos reemplazar las extremidades dañadas".
Imagen: Ejes corporales y disposición de tentáculos en pólipos primarios y adultos
Cuando el grupo de Ikmi estudió las ubicaciones en las que se forman los nuevos brazos, encontraron que las células musculares premarcan los sitios de los nuevos tentáculos. Estas células musculares cambian su firma de expresión genética en respuesta a la comida. La misma señalización molecular empleada para construir tentáculos en las anémonas de mar también existe en muchas otras especies, incluidos los humanos. Sin embargo, hasta ahora se ha estudiado su papel principalmente en el desarrollo embrionario.
"Proponemos un nuevo contexto biológico en el que comprender cómo la absorción de nutrientes afecta la función de esta señalización del desarrollo: situación que resulta relevante para definir el papel del metabolismo en la orientación de la formación de órganos durante la edad adulta", explica Ikmi. "Las anémonas de mar nos muestran que es posible que los nutrientes no se conviertan en un exceso de almacenamiento de grasa, como es el caso de todos los mamíferos, sino que se transformen en una nueva estructura corporal".
Si bien este hallazgo es novedoso por sí solo, también muestra que las anémonas de mar, que se utilizan tradicionalmente para estudios de desarrollo evolutivo, son adecuadas para estudiar la morfogénesis en el contexto de las interacciones organismo-medio ambiente.
Para construir el mapa de ramificación de nuevos tentáculos, los investigadores analizaron más de 1.000 anémonas de mar una por una. "Anotar una cantidad tan enorme de tentáculos es, de alguna manera, una historia en sí misma", dice riendo Mason McMullen. McMullen, un farmacéutico clínico del Sistema de Salud de la Universidad de Kansas, pasó meses tomando imágenes de las cabezas de las anémonas de mar para calcular el número y la ubicación de sus tentáculos.
Sabiendo que la cantidad de tentáculos en las anémonas de mar está determinada por su ingesta de alimentos, el grupo planea definir los nutrientes clave críticos para este proceso. Ikmi y su grupo también quieren investigar más a fondo el papel poco convencional de los músculos en la definición de los sitios donde se forman los nuevos tentáculos. "Actualmente estamos investigando esta nueva propiedad de las células musculares y estamos ansiosos por descubrir el misterio detrás de ellas", concluye.
La investigación se publicó en Nature Communications: Feeding-dependent tentacle development in the sea anemone Nematostella vectensis
