jueves, 8 de octubre de 2015

Descifran cómo era el ancestro común de hongos, animales y otros organismos unicelulares

Enviado por Sara Abib Jimenez

Desde hace tiempo, los científicos creen que organismos diferentes sometidos a una misma presión selectiva ambiental pueden evolucionar independientemente y llegar a un resultado similar. Es lo que se conoce como evolución convergente, o paralela. Aunque se han expuesto muchos posibles ejemplos, realmente no había evidencia genética más que de unos pocos casos.

Esta semana, en una investigación dirigida por Iñaki Ruiz Trillo, profesor de investigación ICREA en el Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) (España) y que se publica en Current Biology, revista del grupo Cell, los científicos aportan la primera evidencia genética de evolución convergente en organismos cercanos a los animales y los hongos. Los microorganismos estudiados pertenecen a los opistocontos, un gran linaje de eucariotas que incluye animales, hongos y formas unicelulares.

Los científicos han secuenciado y analizado el transcriptoma (el ARN mensajero) de varios de esos organismos unicelulares (protistas), algunos de ellos muy poco conocidos y difíciles de hallar en la naturaleza. Los resultados demuestran que varios de los organismos que actualmente no tienen flagelo (orgánulo usado para moverse), lo perdieron de forma independiente a lo largo de su evolución. La evidencia de tal pérdida es la presencia de genes relacionados con el flagelo en los descendientes de algunos de estos protistas. La hipótesis de los autores es que esos genes dejaron de expresarse, lo que condujo a la pérdida del flagelo en hasta cuatro linajes distintos.

Además, dice Iñaki Ruiz-Trillo, se han hallado esos genes en dos organismos que se creían flagelados como son, Ministeria Vibrans y Chorallochytrium limacisporum. Tras hallar esa evidencia genética, los científicos observaron Ministeria vibrans con microscopia confocal y vieron que dispone de una estructura que les había pasado por alto hasta ahora. Se trata, explica Ruiz-Trillo, “de la estructura de un apéndice compuesto de tubulina y con la forma clásica de un flagelo, lo que confirma sin duda y contrariamente a lo creído hasta ahora, que esos organismos son flagelados, aunque únicamente en algunos momentos de su ciclo de vida”.

De forma similar, el trabajo muestra evidencias genéticas de organismos que evolucionaron de forma paralela para formar membranas de quitina, tanto en hongos como en parientes unicelulares de los animales, y han podido situar esa evolución sobre el árbol filogenético.

Con esta investigación, los científicos han redibujado el árbol filogenético de los opistocontos. Gracias a él y a los nuevos datos genéticos, los científicos han podido inferir que el ancestro de todos los animales, hongos y otros organismos unicelulares de este linaje era un ser unicelular filopodial (pequeñas protusiones o elongaciones en su superficie), con flagelo, y que comía bacterias. Además tenía una variedad importante de genes de quitina. Este ancestro común ha sido bautizado como “LOCA”, del inglés “Last Opisthokont Common Ancestor”.

A partir de él, las formas de vida de los hongos y de otros linajes cercanos a los animales evolucionaron de forma independiente hasta llegar a ser capaces de crear las paredes celulares de quitina. Por otro lado, el flagelo que tenía el opistoconto ancestral se perdió de manera paralela hasta en cinco de las líneas descendientes, tanto en los hongos como en otros linajes más cercanos a los animales (y conservándose en animales, en el caso del esperma).

Los organismos unicelulares estudiados por el equipo son extremadamente raros y difíciles de hallar en la naturaleza. Es el caso de Corallochytrium limacisporum, un linaje ancestral que se encontró una sola vez en aguas de arrecifes coralinos y que los autores han podido aislar de nuevo en dos arrecifes de Hawaii y la India. O Ministeria vibrans, del que apenas se sabe nada sobre su ecología y que mide escasamente tres micras (entre cinco y diez veces mas pequeño que una célula humana).

Para este estudio, los científicos han contado con muestras de varios laboratorios de todo el mundo, a partir de las cuales han realizado los cultivos, a fin de obtener un mayor número de ejemplares de los organismos, y han secuenciado su transcriptoma (los genes que están expresándose).

Filogenéticamente, son parientes cercanos pero ancestrales de los animales, cuyas líneas de evolución se separaron hace más de 800 millones años, por lo que pueden arrojar pistas sobre cómo los organismos unicelulares se transformaron en pluricelulares. 

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