La historia de un gen narra un cambio en las estrategias de alimentación de los animales
Los paleontólogos están vislumbrando la vida hace más de mil millones de años basándose en rastros químicos en rocas antiguas y en la genética de animales vivos. Una investigación combina geología y genética y muestra cómo los cambios en la Tierra primitiva provocaron un cambio en la forma de comer de los animales.
David Gold, profesor asociado del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de California, Davis, trabaja en el nuevo campo de la paleontología molecular, utilizando herramientas de geología y biología para estudiar la evolución de la vida. Con nueva tecnología, es posible recuperar rastros químicos de vida en rocas antiguas, donde son escasos los fósiles de animales.
Los lípidos, en particular, pueden sobrevivir en las rocas durante cientos de millones de años. En rocas de hasta 1.600 millones de años se han encontrado trazas de lípidos esteroles, que proceden de las membranas celulares. Actualmente, la mayoría de los animales utilizan colesterol (esteroles con 27 átomos de carbono (C27)) en sus membranas celulares. Por el contrario, los hongos suelen utilizar esteroles C28, mientras que las plantas y las algas verdes producen esteroles C29. Los esteroles C28 y C29 también se conocen como fitoesteroles.
Se han encontrado esteroles C27 en rocas de 850 millones de años de antigüedad, mientras que rastros de C28 y C29 aparecen unos 200 millones de años después. Se cree que esto refleja la creciente diversidad de vida en esta época y la evolución de los primeros hongos y algas verdes.
Sin fósiles reales, es difícil decir mucho sobre los animales o las plantas de donde provienen estos esteroles. Sin embargo, un análisis genético realizado por Gold y sus colegas está arrojando algo de luz.
Imagen derecha: Descripción general del registro de esterano neoproterozoico. La escala de tiempo geológica se muestra a la izquierda, con fechas en cientos de millones de años. Las flechas indican el momento aproximado en el que varios biomarcadores se vuelven detectables por encima de los umbrales de fondo. El sitio donde normalmente se metilan los esteroles mediante el gen 24-C esterol metiltransferasa (carbono-24) se indica en el ergostano con una flecha. Crédito: Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43545-z
No lo hagas, cómelo
La mayoría de los animales no son capaces de producir fitoesteroles por sí mismos, pero pueden obtenerlos comiendo plantas u hongos. Recientemente, se descubrió que los anélidos (gusanos segmentados, un grupo que incluye a la lombriz de tierra común) tienen un gen llamado smt, que es necesario para producir esteroles de cadena más larga. Al observar los genes smt de diferentes animales, Gold y sus colegas crearon un árbol genealógico para smt, primero dentro de los anélidos y luego en toda la vida animal en general.
Descubrieron que el gen se originó muy atrás en la evolución de los primeros animales y luego pasó por rápidos cambios casi al mismo tiempo que aparecieron los fitoesteroles en el registro de las rocas. Posteriormente, la mayoría de los linajes de animales perdieron el gen smt.
"Nuestra interpretación es que estos fósiles moleculares de fitoesteroles registran el aumento de algas en océanos antiguos y que los animales abandonaron la producción de fitoesteroles cuando podían obtenerlos fácilmente de esta fuente de alimento cada vez más abundante", dijo Gold. "Si estamos en lo cierto, entonces la historia del gen smt narra un cambio en las estrategias de alimentación de los animales en las primeras etapas de su evolución".
La investigación ha sido publicada en Nature Communications: Common origin of sterol biosynthesis points to a feeding strategy shift in Neoproterozoic animals
