Arriba: Una langosta espinosa de California se refugia en una grieta debajo de Scopalina jali, una de las nuevas especies de esponja descritas. Crédito: Thomas Turne
Las esponjas son únicas en consumir incluso virus y bacterias
El océano es un lugar grande con muchos profundos y oscuros misterios. Los humanos no han cartografiado más del 20% del mar y han explorado menos. Incluso los bosques de algas marinas del sur de California, entre las zonas oceánicas mejor estudiadas del planeta, esconden especies aún no descritas por la ciencia.
Ahora, Thomas Turner de la University of California - Santa Bárbara ha publicado un artículo en la revista Zootaxa que describe cuatro nuevas especies de esponjas. Estos nuevos especímenes no se extrajeron de las oscuras profundidades ni se encontraron en algún distante monte submarino, sino que se recolectaron localmente en populares lugares de buceo. El estudio eleva el recuento de nuevas especies de Turner a cinco, y el científico cree que puede haber docenas aún por descubrir y describir a lo largo de la costa oeste.
Turner, profesor asociado en el Departamento de Ecología, Evolución y Biología Marina, recolectó a mano cientos de muestras durante inmersiones que realizó en todo el sur de California. Se aseguró de fotografiar cada esponja en su hábitat natural, documentación que proporcionará una gran cantidad de información que de otro modo no estaría disponible una vez que un espécimen entra en una colección. De vuelta en el laboratorio, se puso a trabajar analizando su anatomía y secuenciando sus genes.
En 2020 Turner describió su primera nueva especie de esponja utilizando estas técnicas moleculares: Galaxia gaviotensis, que encontró al oeste de Santa Bárbara. Sugirió el nombre común de esponja gaviota galaxia. "Como una galaxia, la especie tipo del género está repleta de una diversidad de estrellas", escribió, refiriéndose a la forma de sus espículas, objetos microscópicos que brindan soporte estructural a muchas esponjas.
Las cuatro especies en el nuevo artículo le parecen a un profano como anodinos parches beige en las rocas del bosque de algas. Al principio, Turner ni siquiera podía decir a qué orden pertenecían. Pero si bien las sencillas criaturas pueden ser difíciles de distinguir visualmente, sus genomas pueden revelar sus diferencias. Entonces aquí es donde Turner centró sus esfuerzos.
"Cuando obtuve el ADN, me sorprendió saber que eran Scopolinidas, que son casi en su totalidad tropicales", dijo. Las especies de este orden se desconocían en la costa oeste. De hecho, nadie había documentado esponjas Scopolinid en ningún lugar del Pacífico oriental.
Y los laicos ciertamente se han encontrado con al menos dos de estas especies. "Viven al aire libre; los buzos han estado nadando junto a ellas durante décadas", dijo Turner. Incluso encontró fotos de una de ellas en la aplicación de ciencia ciudadana iNaturalist. "Están por todo el sur de California, son muy comunes. Simplemente, ningún científico ha tomado una y la ha mirado para tratar de averiguar qué era".
Al nombrar una nueva especie, un científico a menudo intenta resaltar una característica sobresaliente del organismo. Esto es un desafío para un montón de manchas beige. Así que Turner nombró dos por los lugares donde las encontró: S. goletensis, para la ciudad de Goleta; y S. kuyamu, para el pueblo de Kuyamu, una comunidad de Barbareño Chumash que una vez estuvo en tierra en el sitio donde se descubrió la esponja. Basándose en su genómica, Turner concluyó que estas dos son especies hermanas, más estrechamente relacionadas entre sí que cualquier otra esponja conocida.
Turner acuñó el nombre de S. jali para la tercera especie después de los patrones en su superficie, que le recordaban a un jali, una pantalla enrejada común en la arquitectura indoislámica. Llamó a la especie final en honor a Nausicaä, un personaje de la película de Hayao Miyazaki "Nausicaä del Valle del Viento". La película trata sobre los seres humanos y la naturaleza, explicó, y muchos de los extraños organismos en el mundo ficticio filtran y limpian el medio ambiente como una esponja. De hecho, las esponjas son únicas en consumir incluso virus y bacterias, agregó; muchos otros filtradores renuncian a estos pequeños bocados en favor de un plancton mucho más grande.
Las esponjas se separaron de todos los demás animales hace más de 600 millones de años, y los subgrupos principales se separaron poco después. "Entonces, la cantidad de evolución independiente dentro de las esponjas es comparable a la de todos los demás animales", explicó Turner. Debido a que se separaron de otros animales hace tanto tiempo, potencialmente pueden decir mucho a los científicos sobre nuestros orígenes.
Los animales también han llamado la atención de los investigadores biomédicos. Dado lo porosas que son, las esponjas están mucho más entrelazadas con su entorno externo que cualquier otro animal. Como resultado, tienen que gestionar activamente sus cargas bacterianas y virales. Esto ha llevado a las esponjas y su microbiota a producir una gran cantidad de compuestos antimicrobianos e incluso anticancerígenos, dijo Turner.
A pesar de su larga historia evolutiva, la mayoría de las esponjas han conservado similitudes como un plan corporal simple y un estilo de vida de alimentación por filtración. La simplicidad y similitud de las esponjas ha molestado durante mucho tiempo a los científicos, que solían clasificar la vida en función de la morfología: la forma y función de los organismos. "Básicamente, durante 200 años, los taxónomos han luchado para descubrir cómo clasificar las esponjas porque ofrecen muy pocas características morfológicas", comentó Turner.
Solo en las últimas décadas los investigadores han enderezado los diferentes órdenes de esponjas. "Un orden taxonómico es un grupo bastante grande de animales", continuó Turner. "Por ejemplo, los gatos, los perros y las morsas están todos en el mismo orden: Carnivora".
La taxonomía nunca se lleva a cabo solo para taxonomistas. Se hace para sentar las bases para que los investigadores de otros campos se basen en ellas. "Tratar de realizar una investigación sin taxonomía es como ir a la Biblioteca del Congreso y no hay bibliotecarios, y todos los libros están en una gran pila", dijo Turner. "Hay mucha información allí, pero no se puede hacer nada con ella. El trabajo del taxónomo es el trabajo del bibliotecario: organizar toda esa información para que todos los demás puedan estudiarla".
Los ecologistas a menudo están perdidos cuando se trata de esponjas, explicó Turner, simplemente porque la taxonomía y la sistemática no se han hecho para averiguar qué es qué. Esa es la situación que recibió Turner cuando las esponjas despertaron su interés por primera vez hace unos años.
"Estaba buceando aquí de forma recreativa en el bosque de algas marinas, y estaba viendo todas estas esponjas", recordó. "No podía decir qué eran; no sabía qué era importante para ellas; no podía distinguir qué era diferente de una a otra; y me estaba frustrando mucho". Finalmente, decidió que alguien necesitaba arreglar esto, y bien podría ser él.
La experiencia de Turner como buceador científico, combinada con su formación en genómica, lo hizo perfectamente apto para comenzar a clasificar la taxonomía y la sistemática de las esponjas de la costa oeste. Desde 2018 ha recolectado alrededor de 800 ejemplares. Las cuatro especies en este documento, más la de 2020, son solo el comienzo de su trabajo que describe quizás 100 nuevas especies y agrega información crítica a cientos de otras.
La secuenciación del ADN ofrece un camino hacia la comprensión de estos animales, pero todavía hay muchos minuciosos análisis morfológicos en el futuro de Turner. Eso es porque, al combinar estas dos metodologías, puede cerrar la brecha entre la moderna biología molecular y nuestra dependencia histórica de la fisiología. "Esa es la única forma de salir de este pantano en el que nos encontramos con respecto a la taxonomía de las esponjas", dijo Turner, "combinando la morfología con la genética".
Desafortunadamente, muchas muestras de esponjas se conservaron de formas que no salvaguardaron el ADN de los animales. Esto hará que sea un desafío traer colecciones antiguas a la era de la biología molecular. En ese sentido, Turner está solicitando fondos para investigar cómo extraer ADN de muestras de antiguas esponjas.
Como quizás el único taxónomo de esponjas en la costa del Pacífico de EE. UU., Turner también tiene la intención de continuar su investigación sobre las esponjas de la región. Planea comenzar a secuenciar todos los genomas de las esponjas que ha recolectado, buscando patrones de evolución molecular para tratar de resolver qué hace que una sea diferente de la otra, y qué nos puede decir eso sobre su ecología y evolución.
Su investigación cuenta con el apoyo de la Red de Observación de la Biodiversidad Marina del Sur de California Bight (SCB MBON), una colaboración a largo plazo dirigida por Robert Miller de la UC Santa Bárbara. Los resultados deberían dilucidar los roles que estos animales juegan en sus ecosistemas.
"Se trata de construir una base sobre la que, con suerte, muchas otras personas puedan trabajar", dijo, "y establecer una nueva dirección para el estudio marino en California donde la gente pueda usar esponjas en su investigación".
Los hallazgos se describen en Zootaxa: Four new Scopalina from Southern California: the first Scopalinida (Porifera: Demospongiae) from the temperate Eastern Pacific
