Los primeros animales eran primitivos.

Los biólogos han estado buscando animales primitivos durante más de un siglo, reduciendo las opciones a dos grupos: esponjas y medusas peine.

Las esponjas pasan toda su vida adulta filtrando comida del agua salada; y pinta las medusas, feroces depredadores que se abren camino a través de los océanos del mundo en busca de comida.

Según un nuevo estudio, los ctenóforos fueron la primera línea en ramificarse del árbol animal. Luego vinieron las esponjas, seguidas de la diversificación de todos los demás animales, incluidos los de origen humano.

Aunque el linaje de los ctenóforos se separó antes que las esponjas, ambos grupos de animales continuaron desarrollándose a partir de su ancestro común.

Sin embargo, los científicos evolutivos creen que estas agrupaciones aún comparten rasgos con los primeros animales y que encontrar estas ramas animales primitivas de los árboles de la vida nos ayudará a comprender cómo llegaron a ser los animales y cómo se desarrollaron en la variedad de especies que vemos hoy.

“El ancestro común más reciente de todos los animales probablemente vivió hace 600 o 700 millones de años. Es difícil saber qué aspecto tenían porque eran animales de cuerpo blando y no dejaron ningún registro fósil directo. Pero podemos usar comparaciones entre animales vivos para aprender más sobre nuestros ancestros comunes. » dijo Daniel Rokhsar, profesor de biología molecular y celular en la Universidad de California, Berkeley y coautor del artículo con Darrin Schultz y Oleg Simakov de la Universidad de Viena.

El investigador dijo, “Es emocionante: estamos mirando hacia atrás en el tiempo donde no teníamos esperanza de obtener fósiles, pero al comparar genomas estamos conociendo a estos ancestros muy tempranos”.

Comprender las relaciones entre los linajes de animales ayudará a los científicos a comprender cómo evolucionaron las características clave de la biología animal, como el sistema nervioso, los músculos y el tracto digestivo.

Hemos desarrollado una nueva forma de tomar una de las ideas más profundas posibles sobre los orígenes de la vida animal. dijo Schultz, el autor principal y ex estudiante graduado en UC Santa Cruz e investigador en el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI) que ahora es investigador postdoctoral en la Universidad de Viena.

Este descubrimiento permitirá a la comunidad científica desarrollar una mejor comprensión de la evolución animal.

La mayoría de las mascotas, incluidos gusanos, moscas, moluscos, estrellas de mar y vertebrados, incluidos los humanos, tienen un cerebro centralizado, un intestino que va desde la boca hasta el ano, músculos y otras características comunes que se desarrollaron en la época de la famosa “Explosión Cámbrica”. Hace 500 millones de años. Estos animales se conocen colectivamente como bilaterianos.

Rokhsar dijo, “Tradicionalmente, las esponjas han sido ampliamente consideradas como la primera rama sobreviviente del árbol animal porque las esponjas no tienen sistema nervioso, no tienen músculos y se parecen un poco a las versiones coloniales de ciertos protozoos unicelulares. Por lo tanto, fue un gran historia: primero aparecieron los protozoos unicelulares, luego los consorcios multicelulares esponjosos de estas células evolucionaron y se convirtieron en el ancestro de toda la diversidad animal actual. En este escenario, el linaje de la esponja conserva muchas características del ancestro animal en la rama que conduce a todos los demás animales, incluyéndonos a nosotros Las especializaciones evolucionaron que llevaron a las neuronas, los nervios, los músculos, las entrañas y todas esas cosas que conocemos y amamos como las características definitorias del resto de la vida animal. Las esponjas parecen ser primitivas ya que carecen de estas características.

La secuenciación del ADN se utilizó para construir un árbol genealógico. Sin embargo, no logró resolver la controversia sobre si las esponjas o las medusas de peine fueron las primeras ramas del árbol animal.

Dijo, “Los resultados de estudios sofisticados basados ​​en secuencias se han dividido. Algunos investigadores han realizado análisis bien diseñados y han descubierto que las esponjas se ramifican primero. Otros han realizado estudios igualmente complejos y justificables y han obtenido ctenóforos. No hubo convergencia hacia una respuesta definitiva.

En 2019, se descubrió una esponja bioluminiscente de aguas profundas. Debido a que las esponjas carecen de nervios y músculos, siempre se las ha considerado la rama sobreviviente más antigua del árbol animal.

Las medusas, las anémonas de mar, las esponjas y los ctenóforos carecen de muchas características bilaterales pero comparten características de la existencia animal.

Las relaciones evolutivas entre estas diversas criaturas han sido controvertidas debido a la profunda antigüedad de su divergencia.

Un nuevo estudio ha descubierto que las medusas peine y los ctenóforos también son posibilidades para el linaje animal más antiguo. Esto se debe a la estructuración de los genes en cromosomas, donde cada especie tiene un número de cromosomas único y una distribución de genes a lo largo de los cromosomas. Esto muestra que los primeros animales se originaron hace miles de millones de años a partir de protistas unicelulares.

El otro candidato para el linaje animal más antiguo es el grupo de las medusas peine, animales populares en muchos acuarios. Al mismo tiempo, se parecen superficialmente a las medusas: a menudo tienen forma de campana, aunque con dos lóbulos, a diferencia de las medusas, y generalmente tentáculos, solo están relacionados de manera lejana.

Mientras las medusas se lanzan a chorros por el agua, los ctenóforos se impulsan unos a otros con ocho filas de cilios aleteantes dispuestos como peines a los lados. La grosella espinosa de 1 pulgada de diámetro es un ctenóforo común a lo largo de la costa de California.

El nuevo estudio se basó en un atributo inusual para determinar si las esponjas o los ctenóforos eran la rama más antigua de los animales: la disposición de los genes en los cromosomas. Cada especie tiene un número diferente de cromosomas (los humanos tienen 23 pares) y una distribución diferente de genes en los cromosomas.

Rokhsar, Simakov y otros habían demostrado previamente que los cromosomas de muchos invertebrados contienen conjuntos de genes comparables. Sin embargo, la estructura cromosómica de los ctenóforos se desconocía hasta 2021, cuando Schultz y sus coasesores identificaron la estructura cromosómica de Hormiphora californensis.

Esto demostró que los ctenóforos y los no animales compartían combinaciones específicas de genes y cromosomas, mientras que las esponjas y los cromosomas de otros animales se reorganizaban de manera diferente.

Bolinopsis microptera es un ctenóforo que comparte reordenamientos con animales no ctenóforos. Esto muestra que los ctenóforos divergieron antes de los reordenamientos, aún presentes en los genomas animales cientos de millones de años después.

Este estudio está financiado por la Fundación David y Lucile Packard.

Referencia de la revista:

1. Schultz, DT, Haddock, SHD, Bredeson, JV, et al. Los vínculos genéticos antiguos respaldan a los ctenóforos como hermanos de otros animales. Naturaleza. YO: 10.1038/s41586-023-05936-6