La parte posterior del Megasyllis nipponica se aleja nadando y ahora los científicos saben cómo
Un equipo de investigación, dirigido por el profesor Toru Miura de la Universidad de Tokio, muestra cómo la expresión de genes de desarrollo en los gusanos sílidos verdes japoneses, Megasyllis nipponica, ayuda a formar su unidad reproductiva nadadora llamada estolón.
La vida siempre encuentra maneras de sorprendernos. La presencia de un mecanismo reproductivo único en algunos gusanos anélidos o gusanos segmentados es una de esas sorpresas. En un proceso llamado estolonización, la parte posterior del cuerpo con las gónadas del gusano sílido se desprende de su cuerpo original. La parte desprendida se llama estolón y está llena de gametos (óvulos o espermatozoides).
El estolón nada solo y desova cuando se encuentra con el sexo opuesto. Nadar de forma autónoma no sólo protegería el cuerpo original de los peligros ambientales sino que también podría ayudar a sus gametos a dispersarse a distancias mayores.
Para nadar de forma autónoma, los estolones desarrollan sus propios ojos, antenas y cerdas nadadoras mientras aún están adheridos a su cuerpo original. Pero ¿Cómo se forma la cabeza del estolón en medio del cuerpo original?
El misterio que rodea el desarrollo de la cabeza del estolón dentro del cuerpo original ha intrigado a los científicos durante mucho tiempo. La investigación del profesor Miura, impulsada por un gran interés en las transiciones evolutivas de los sistemas de desarrollo en los ciclos de vida animal, finalmente ha aportado claridad a este intrigante fenómeno.
Vídeo: Un Megasyllis nipponica nadadora con un estolón en su extremo posterior. Crédito: Nakamura et al 2023
Cuidadosas observaciones histológicas y morfológicas revelaron que la formación de estolones comienza con la maduración de las gónadas en el extremo posterior. Luego forma una cabeza en la parte anterior del estolón en desarrollo. Poco después se forman órganos de los sentidos, como ojos y antenas, y cerdas natatorias. Antes de que el estolón se desprenda, desarrolla nervios y un "cerebro" para sentir y comportarse de forma independiente.
Para comprender el desarrollo de la cabeza del estolón, Miura y su equipo investigaron los patrones de expresión genética del desarrollo de los gusanos que maduran sexualmente. Se sabe que un grupo bien conocido de genes de formación de la cabeza define la región de la cabeza de varios animales. Miura y su equipo descubrieron que estos genes se expresan más en la región de la cabeza del estolón.
Normalmente, los genes de formación de la cabeza no se expresan tanto en la parte media del cuerpo. Pero durante el desarrollo de las gónadas en los sílidos, los genes de formación de la cabeza se expresan altamente en el medio del extremo posterior del cuerpo original.
"Esto muestra cómo se modifican los procesos normales de desarrollo para adaptarse a la historia de vida de animales con estilos reproductivos únicos", explica Miura.
Imagen: La ilustración superior muestra la estadificación basada en características morfológicas. Las bandas inferiores muestran las transiciones en las expresiones genéticas reguladas positivamente en las partes del cuerpo anterior (azul) y posterior (naranja). Crédito: Nakamura et al 2023
Los genes Hox determinan la segmentación del cuerpo a lo largo del cuerpo de los sílidos. Miura y su equipo pensaron que esos genes se expresarían de manera diferente a lo largo del eje anteroposterior. "Curiosamente, las expresiones de los genes Hox que determinan la identidad de las partes del cuerpo fueron constantes durante el proceso", dice Miura.
Como resultado, los estolones carecen de un tracto digestivo diferenciado y tienen segmentos corporales uniformes repetidos (a excepción de la cabeza y la cola). "Esto indica que sólo la parte de la cabeza es inducida en la parte posterior del cuerpo para controlar el comportamiento de desove para la reproducción".
El estudio no sólo reveló por primera vez el mecanismo de desarrollo de los estolones, sino que también provocó una mayor investigación sobre las complejidades de este extraño método reproductivo. "Nos gustaría aclarar el mecanismo de determinación del sexo y las regulaciones endocrinas que subyacen a los ciclos reproductivos de los sílidos", concluye Miura.
El trabajo ha sido publicado en Scientific Reports: Histological and Gene-Expression Analyses on Stolonization in the Japanese Green Syllid, Megasyllis nipponica (Annelida, Syllidae)
