Aparecieron hace 640 millones de años, mucho antes que cualquier otra forma de vida animal
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| Una esponja marina. / MIT. |
Nuevos análisis genéticos dirigidos por investigadores del
MIT confirman que las esponjas marinas son la fuente de una molécula curiosa
que se encuentra en rocas de 640 millones de años.
Estas rocas son anteriores significativamente al periodo de
explosión del Cámbrico, en el que la mayoría de los grupos de animales se
extendieron por el planeta, hace 540 millones de años, lo que sugiere que las
esponjas de mar pueden haber sido los primeros animales que habitaron la
Tierra.
"Hemos reunido evidencia paleontológica y genética para
verificar que este realmente es un fósil molecular de las esponjas", dice
David Gold, un post-doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra,
Atmosféricas y Planetarias del MIT y autor principal del estudio. "Esto es
parte de la evidencia más antigua de la vida animal", agregó en uncomunicado del MIT.
Los paleontólogos han desenterrado un número extraordinario
de fósiles del período que comenzó hace unos 540 millones de años. Con base en
el registro fósil, algunos científicos han argumentado que los grupos de
animales contemporáneos esencialmente "explotaron" en la Tierra, y se
transformaron muy rápidamente de organismos unicelulares hasta los animales
multicelulares complejos en un lapso de tiempo relativamente corto
geológicamente. Sin embargo, los fósiles que se conocen desde antes de la
explosión del Cámbrico son peculiares en muchos aspectos, por lo que es
extremadamente difícil determinar qué tipo de animal fue el primero en la línea
evolutiva.
ROCAS ANTIGUAS
El laboratorio de Roger Summons, profesor del MIT, ha estado
buscando la respuesta en la cantidad de trazas fósiles moleculares de las
moléculas que han sobrevivido en rocas antiguas mucho después de que el cadáver
un animal se disolviera.
"Hay una sensación de que los animales deben ser mucho
más antiguos que el Cámbrico, debido a que una gran cantidad de animales que se
están presentando al mismo tiempo, pero la evidencia fósil de los animales antes
de ese periodo ha sido polémica," dice Gold. "Así que la gente está
interesada en la idea de que algunos de estos marcadores biológicos y químicos,
moléculas que quedan atrás, podrían ayudar a resolver estos debates".
EL TRABAJO
En particular, él y sus colegas se han centrado en el 24-
isopropyl cholestanol (24-ipc), una molécula lipídica, o esterol, que es una
versión modificada de colesterol. En 1994, Summons era parte del equipo que
encontró primero 24 ipc en cantidades inusualmente altas en rocas del Cámbrico
y un poco más antiguas. Se especuló que las esponjas o sus antepasados podrían
ser la fuente.
"Ahora, en 2016 David Gold ha sido capaz de aplicar sus
habilidades y las nuevas herramientas de la era genómica, para añadir una capa
adicional de pruebas que apoyan la hipótesis del biomarcador esponja",
dijo Summons.
Se sabe que algunas esponjas marinas modernas y ciertos
tipos de algas producen 24 ipc hoy en día, pero ¿qué organismo era responsable
de esta molécula hace 640 millones de años? Para responder a esta pregunta,
Summons y Gold trataron de identificar en primer lugar el gen responsable de
producir 24 ipc, y luego encontrar los organismos que portan este gen, y
finalmente rastrear cuando el gen evolucionó en esos organismos.
El equipo estudió los genomas de unos 30 diferentes
organismos, incluyendo plantas, hongos, algas y esponjas de mar, para ver qué
tipo de esteroles produce cada organismo e identificar los genes asociados con
estos esteroles. "Lo que encontramos fue este patrón muy interesante en la
mayor parte de la vida eucariota", dice Gold.
Mediante la comparación de los genomas, identificaron un
solo gen, metiltransferasa esterol, o SMT, responsable de la producción de
ciertos tipos de esteroles en función del número de copias del gen que un
organismo lleva. Los investigadores encontraron que las esponjas de mar y
especies de algas que producen 24 ipc tienen una copia extra del SMT cuando se
compara con sus parientes cercanos.
COPIA DEL GEN
Los investigadores compararon las copias para determinar
cómo estaban todos relacionados y cuándo cada copia del gen apareció por
primera vez. Se mapearon las relaciones en un árbol evolutivo y se utilizaron
evidencias del registro fósil para determinar cuándo se produjo cada
duplicación del gen SMT.
Al margen de la forma en que manipularon la sincronización
del árbol evolutivo, los investigadores encontraron que las esponjas marinas
evolucionaron a la copia extra del SMT mucho antes que las algas, y lo hicieron
hace alrededor de 640 millones años, el mismo período de tiempo en el que se
encontró 24 ipc en las rocas.
Sus resultados, que han sido publicados en 'Proceedings',
proporcionan una fuerte evidencia de que las esponjas de mar aparecieron en la
Tierra hace 640 millones de años, mucho antes que cualquier otra forma de vida
animal.
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