06/Jul/08

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Sobre el paso de unicelulares a multicelulares

Un estudio reciente ayuda a confirmar el papel de los Coanoflagelados como eslabón perdido entre los seres unicelulares y multicelulares. Además, esta investigación básica podría ayudar a entender fenómenos como el cáncer

En la teoría de la evolución, como en toda teoría científica, diferentes modelos pugnan por ser el que mejor explique el hecho evolutivo. Según unos, la evolución siempre se da de manera lenta y continua; según otros, sobre este fondo de cambio evolutivo lento se dan de vez en cuando saltos evolutivos bruscos.

Sin embargo, incluso los más acérrimos defensores de la primera posibilidad admiten que hubo una vez en la que se dio un gran salto evolutivo: el momento en el que se pasó de la vida unicelular a la vida pluricelular. No puede haber un ser de célula y media.

Si algún día encontramos vida en otros planetas lo más probable es que sea vida unicelular. Esta conclusión se basa en que durante miles de millones de años sólo hubo vida unicelular sobre la Tierra, así que basándonos en una estadística de un único caso, lo más probable es que un planeta con vida escogido al azar sólo contenga microorganismos.

Saber qué tuvo que pasar para que se diera esta transición es algo que merece la pena ser estudiado, pues explicaría en última instancia nuestros orígenes. Pero parece que el registro fósil no puede decirnos mucho en este caso, pues un fósil de microbio es poco más o menos una bolita sin demasiada estructura y no puede decirnos mucho del salto hacia la complejidad bioquímica necesaria para ese evento.

Sin embargo, lo que sí podemos hacer es estudiar los descendientes de aquellos seres que permitieron esa transición y leer en su genoma el pasado.

Los Coanoflagelados (Choanoflagellata) son un pequeño grupo de eucariotas unicelulares, a veces coloniales, al que se atribuye una gran importancia filogenética. Se supone que son los parientes más próximos de los animales propiamente dichos (Metazoos), o sea, también nuestros. Puede parecer absurdo comparar a estos microorganismos con nosotros, pero las semejanzas son mayores que las que podríamos pensar a priori si nos atenemos a la bioquímica.

Un estudio reciente sobre el genoma de estos seres ha puesto de manifiesto que los Coanoflagelados tienen proteínas similares a las de las células de los organismos complejos y que permitiría a las células coanoflageladas comunicarse unas con otras.

El artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Science por parte de un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Francisco y del Laboratorios Europeo de biología Molecular en Heidelberg (Alemania), ayuda a confirmar el papel de eslabón perdido de estos microorganismos entre los seres unicelulares y multicelulares. Además sugiere que las proteínas usadas para comunicación celular pueden jugar otros papeles.

Se ha sospechado que los Coanoflagelados y sus antepasados fueron organismos puente entre los seres unicelulares y los metazoos desde hace tiempo. Hay varias pistas que así lo indican. Así por ejemplo, los Coanoflagelados tienen unas células que son muy similares a las de las esponjas marinas.

Mediante el análisis de su genoma, estos científicos han encontrado otras similitudes entre estos microorganismos y los metazoos. En su genoma han podido ver la secuencia genética correspondiente a tres tipos de moléculas necesarias para que las células puedan operar la señal fosfo-tirosina.

Los animales dependen de la fosforilación de la tirosina para lograr un importante conjunto de sistemas de comunicación entre las células, que incluye la respuesta inmunitaria, la estimulación hormonal y otras funciones cruciales. Estos caminos de señalización fosfo-tirosina utilizan un sistema subdividido en tres partes para que esta comunicación sea posible:

Las proteínas quinasa-tirosinas (TyrK) escriben los mensajes celulares; la fosfatasa-tirosina (PTP) modifica o borra estos mensajes; y las moléculas Src Homolgy 2 (SH2) leen estos mensajes en la célula receptora. Sin este sistema nuestros cuerpos no serían capaces de realizar las tareas necesarias para sobrevivir y moriríamos.

Según este estudio, los Coanoflagelados contienen algunas de estas moléculas en pequeñas cantidades, pero no las tres a la vez. Esto tiene sentido si consideramos que estos microorganismos no necesitan de mecanismos de comunicación porque son seres unicelulares. Pero lo que los hace únicos entre otros seres unicelulares es precisamente el poseer este tipo de moléculas, algunas de ellas en cantidades relativamente grandes, y que son comparables con los niveles que se encuentran comúnmente en los metazoos.

Los investigadores concluyen que la presencia de este sistema de comunicación pudo haber jugado en el pasado un papel para el desarrollo de los metazoos, cuyas células se comunican unas con otras de manera compleja.

Según William Lim esto muestra cómo podría haber operado la evolución. Según él, tuvo que haber probablemente un antepasado de estos microorganismos que desarrollara estos compuestos bioquímicos.

Los investigadores sugieren que la habilidad genética de expresar estas moléculas podría potencialmente dar a estas células un amplio margen de posibilidades de comunicación, incluso para células aisladas. Así, incluso para células aisladas, habría una cierta cantidad de señales que podrían escribirse y transmitirse.

Otro beneficio colateral que este tipo de investigación básica puede proporcionar es una mejor comprensión del papel de las comunicaciones celulares en fenómenos como el cáncer y otros desórdenes.

Ahora estamos leyendo la historia evolutiva de la vida sobre este planeta en los genomas de los seres que lo pueblan. Nos enseña de dónde venimos y nos permite reflexionar sobre el efecto de la contingencia en la evolución. Si el antepasado de los Coanoflagelados hubiera llegado un poco más tarde, los humanos no estaríamos aquí. Si la Tierra estuvo poblada por microorganismos durante miles de millones de años, pudo incluso estarlo por otros 500 millones de años más, y entonces ningún ser complejo existiría en este momento.

Fuente: NeoFronteras. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard