El primer genoma de las medusas revela los antiguos comienzos del plan corporal complejo

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medusa luna Aurelia aurita

Las antiguas medusas reciclaron genes existentes para obtener la capacidad de transformarse de pólipo a medusa

Las medusas experimentan una asombrosa metamorfosis, desde pequeños pólipos que crecen en el fondo marino hasta medusas nadando con tentáculos que pican. Este cambio de forma les ha servido bien, ya que aguantaron más de 500 millones de años de extinciones masivas en la Tierra.

"Lo que sea que estén haciendo realmente les ha funcionado", dijo David Gold, profesor asistente de paleobiología en el Colegio de Letras y Ciencias de la Universidad de California, Davis.

La primera mirada en profundidad al genoma de una medusa, la medusa luna Aurelia aurita, revela los orígenes de esta exitosa estrategia de supervivencia. El genoma de la Aurelia, publicado en línea el 3 de diciembre en la revista Nature Ecology and Evolution, indica que las medusas tempranas reciclaron genes existentes para transformarse de pólipos a medusa. Los resultados sugieren que los animales pueden irradiarse a nuevos nichos y formas con bastante facilidad.

ciclo de vida de las cnidarias

Arriba: Relaciones, ciclos de vida y estructuras sensoriales en las cnidarias

"Estos hallazgos proporcionan evidencia adicional de que la evolución no necesariamente hace que el código genético sea más complejo", dijo Gold, un investigador líder en el estudio del genoma. "Las medusas pueden construir una historia de vida grande y compleja utilizando muchos de los mismos genes que se encuentran en animales más simples".

El equipo de investigación estuvo liderado por Gold, quien realizó gran parte del trabajo como becario postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California, y por Takeo Katsuki, científico del proyecto en el Instituto Kavli para el Cerebro y la Mente de la UC San Diego.

El genoma: una herramienta multiuso

Las medusas provienen de una de las ramas más antiguas del árbol genealógico animal, el filo Cnidaria, que incluye corales y anémonas. Las medusas fueron probablemente los primeros nadadores musculosos en el océano abierto. Aparecieron a finales de la era precámbrica, un período de grandes cambios geológicos y ecológicos que precedieron a la explosión cámbrica de la vida animal.

expansión genética de las cnidarias

Arriba: Expansiones genéticas y pérdidas entre genomas cnidarios secuenciados

En algún momento de su evolución, las medusas lograron la transición de un pólipo estacionario a una medusa nadadora. La transición implica importantes cambios en el sistema nervioso, los músculos y las armas de las medusas, también conocidas como células urticantes llamadas cnidocitos. Para lograr esto, la etapa de vida de la medusa a menudo coopta las redes de genes de desarrollo existentes y los tipos de células presentes en los pólipos, encontraron los investigadores. Además, Aurelia parece seguir un patrón de sus diferentes etapas de vida utilizando muchos de los mismos genes que se encuentran en animales como las moscas de la fruta y los humanos, según el estudio (ver imagen más abajo). (Todos estos animales comparten un ancestro común, aunque sea uno antiguo).

Hay una segunda explicación, más controvertida, de lo que los científicos encontraron en el genoma de las medusas. Quizás las similitudes entre el genoma de las medusas lunaluna y los animales "superiores" demuestran que la Cnidaria originalmente tuvo una etapa de vida de medusa, que perdieron animales como los corales y las anémonas marinas.

agrupación de genes medusa, mosca y humanos

Arriba: Agrupación de genes expresados diferencialmente y términos de ontología de genes (GO)

"Nuestros resultados no pueden distinguir entre estos dos escenarios", dijo Gold. Si la segunda hipótesis resulta ser correcta, "los animales carnívoros nadadores pueden ser incluso más viejos de lo que pensamos". Además de las preguntas sobre la evolución, el genoma de Aurelia será valioso en muchas otras áreas de la biología, dijo Gold.

Aurelia es un importante modelo para estudiar el desarrollo y la función de los sistemas nerviosos y puede ofrecer información sobre la curación y regeneración de heridas en animales. Las medusas luna también son un gran culpable en las floraciones de medusas que dañan el medio ambiente y la economía, ya que son cada vez más comunes. Por ejemplo, gigantescos enjambres de medusas luna han obstruido las tuberías de entrada de agua, lo que obligó al cierre de plantas nucleares en California y Suecia. Una mejor comprensión de la genética de Aurelia podría ofrecer nuevas ideas para controlar las floraciones.

"En muchos sentidos, en el Precámbrico tardío los océanos antiguos se parecen mucho a los que se verán en el futuro cercano", dijo Gold, lo que significa que estudiar cómo evolucionaron las medusas en el pasado puede informarnos sobre su potencial impacto en el futuro".

Artículo científico: The genome of the jellyfish Aurelia and the evolution of animal complexity

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