El extraño movimiento de una criatura microscópica puede dar pistas sobre el movimiento temprano de los animales

coanoflagelado

La capacidad de alternar entre estados celulares es anterior a la multicelularidad

El biólogo evolutivo Thibaut Brunet estaba estudiando organismos unicelulares llamados coanoflagelados cuando notó algo extraño: los microbios suelen ser rígidos, pero cuando quedan atrapados en un espacio reducido, comienzan a moverse como una gota (ver vídeo más abajo).

En su laboratorio de la Universidad de California (UC), Berkeley, observó cómo desaparecían sus flagelos externos en forma de látigo; partes de sus cuerpos comenzaron a salir, formando burbujas llamadas ampollas; y pudieron meterse en nuevos espacios, como gelatina abriéndose paso a través de un laberinto.

Debido a que los coanoflagelados son parientes cercanos de los animales, el hallazgo sugiere que los movimientos complejos evolucionaron primero en los antepasados de ambos grupos.

También apoya la idea de que los animales evolucionaron a partir de un antepasado que se parecía a los coanoflagelados, dice Maja Adamska, bióloga del desarrollo evolutivo de la Universidad Nacional de Australia que no participó en el trabajo. "El hallazgo es muy claro, solo hace que uno se pregunte por qué nadie miró antes".

Después de que Brunet hizo su observación inicial, él, la bióloga evolutiva Nicole King de la UC Berkeley y sus colegas sometieron a los coanoflagelados a más entrenamientos. Utilizaron diferentes formas de confinar al “coano”, como Brunet los ha apodado, incluso colocándolos en cámaras con áreas estrechas y anchas. Cada vez, los microbios se convirtieron en gotas que se movían para escapar. El coano podría incluso cambiar fácilmente entre gatear y nadar para salir de un problema en su acuoso entorno.

Estos dos comportamientos recuerdan a los que se observan en la actual vida animal. Los animales dependen de dos tipos básicos de organización de tejidos. Uno es una hoja plana de células epiteliales que tienen una orientación hacia arriba y hacia abajo, como la célula de un coanoflagelado nadador, que tiene una parte superior e inferior distintas (ver vídeo a la derecha). La otra forma es 3D e incluye más células de forma libre que se arrastran durante el desarrollo, instalándose en lugares específicos para convertirse en órganos. El nuevo trabajo demuestra que el coano puede ser de ambos tipos, pasando de su celda normalmente rígida a la deformable bajo tensión.

Esta capacidad de cambiar de un lado a otro puede haber sido fundamental cuando los primeros animales comenzaron a explorar nuevos entornos. Finalmente, los organismos desarrollaron la capacidad de formar los diferentes tipos de células al mismo tiempo en diferentes partes del cuerpo. Eso preparó el escenario para los organismos multicelulares complejos y, finalmente, los humanos, sugieren Brunet y King.

Los investigadores han debatido qué fue primero: la capacidad de convertirse en un organismo con muchas células o la capacidad de producir diferentes tipos de células. Esta nueva flexibilidad en los coanoflagelados sugiere que "esta capacidad de alternar entre estados celulares es anterior a la multicelularidad", dice King.

Al estudiar los coanoflagelados, ella y sus colegas esperan aprender sobre el organismo que dio origen tanto a los coanoflagelados como a los animales. "Estamos obteniendo una vista mucho más matizada y detallada del último ancestro común".

El equipo informa de los hallazgos esta semana en eLife: A flagellate-to-amoeboid switch in the closest living relatives of animals

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