Criaturas de mandíbulas con cerdas reciben sitio en el árbol de la vida

Los quetognatos, cuyo nombre significa "mandíbulas con cerdas", se puede encontrar en todo el mundo, nadando en estuarios salobres, mares tropicales y en el fondo del océano oscuro y profundo. También conocidas como gusanos de flecha, las criaturas han existido desde el Periodo Cámbrico, pero su lugar preciso en la historia evolutiva ha sido difícil de precisar.

Ahora, investigadores del Instituto de Graduados de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST, por sus siglas en inglés), en Japón, han aprendido dónde se ubican los gusanos de flecha en el árbol de la vida, y sus resultados podrían revelar tendencias importantes en la evolución de los organismos bilaterales. Los investigadores trataron de verificar la relación del gusano de flecha depredador con otros spiralia: miembros de un grupo diverso de organismos, o clado, que se cree comparten un ancestro común.

Criaturas de mandíbulas con cerdas reciben sitio en el árbol de la vida

El clado spiralia incluye moluscos, gusanos segmentados y gusanos planos. Sorprendentemente, los científicos descubrieron que los gusanos de flecha no pertenecen a spiralia, sino a un nuevo grupo de animales que forman un grupo hermano del clado. Los resultados de esta investigación, que se detallan en un artículo publicado en 'Current Biology', desafían la visión clásica de que los organismos complejos evolucionaron a partir de ancestros simples al adquirir nuevos rasgos a lo largo del tiempo.

"Los gusanos de flecha son depredadores, tienen sistemas nerviosos, han desarrollado órganos sensoriales. Pero los otros organismos con los que se agrupan son mucho más simples --detalla el primero autor, Ferdinand Marlétaz, científico postdoctoral en la Unidad de Genética Molecular OIST, dirigida por Daniel Rokhsar--. Si colocas los gusanos de flecha aquí, significa que probablemente haya mucha simplificación independiente, en lugar de la aparición independiente de complejidad".

Aunque son muy diferentes en apariencia, los gusanos de flecha y sus parientes filogenéticos, como los animales microscópicos conocidos como rotíferos, parecen compartir una estructura de mandíbula única. Compuestos por una matriz densa de proteínas y una sustancia fibrosa llamada quitina, estas mandíbulas están situadas cerca de las bocas de los organismos y les permiten agarrar a sus presas.

Los investigadores trataron de verificar la relación del gusano de flecha depredador con otros spiralia: miembros de un grupo diverso de organismos, o clado, que se cree comparten un ancestro común.

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"Los gusanos de flecha se agrupan con una colección bastante oscura de pequeños animales marinos: no son animales con los que la mayoría de las personas están familiarizados", dice el profesor Daniel Rokhsar, autor principal del estudio e investigador principal de la unidad de investigación. "El hecho de que estos diferentes animales tuvieran mandíbulas que probablemente estuvieran relacionadas entre sí no estaba claro hasta este documento", añade.

Gusanos de flecha de todo el mundo

Las aproximadamente 200 especies de gusanos de flecha se asemejan a pequeñas lanzas y varían desde solo un milímetro de largo hasta 12 centímetros de longitud. Los depredadores se alimentan principalmente de pequeños crustáceos llamados copépodos, que utilizan su agudo sentido vibratorio para cazar presas y tragarlas enteras. Las extrañas criaturas parecidas a gusanos en realidad comparten muchos rasgos morfológicos y de desarrollo con otros organismos, lo que hace que su línea de tiempo evolutiva sea difícil de rastrear.

"Los distintos animales que comparten el mismo desarrollo temprano a menudo están relacionados entre sí", afirma Rokhsar. Una razón por la que los investigadores han trabajado para caracterizar los gusanos de flecha es que sus patrones de desarrollo tempranos son ambiguos; se asemejan a los patrones observados en dos grandes grupos de animales. "Realmente no teníamos manera de clasificar con precisión los gusanos de flecha de una manera u otra", afirma.

Los dos supergrupos animales se conocen como deuterostomados y protostomados. Ambos conjuntos de organismos tienen un solo intestino corriendo a través de ellos, desde su boca hasta el otro extremo. En el desarrollo temprano, el intestino del deuterostomado se forma desde abajo hacia arriba, mientras que la formación del intestino de los protostomados comienza en la boca. Aunque los gusanos de flecha se desarrollan de abajo hacia arriba como los deuterostomados, se parecen mucho a los protostomados tanto morfológicamente como genéticamente.

Para aclarar esta discrepancia, los investigadores recopilaron datos de diez especies de gusanos flecha y los compararon con datos disponibles públicamente de otros animales. Examinaron las especies de transcriptomas, que sirven como una instantánea de todos los genes que se expresan en una célula determinada. Los científicos originalmente sacaron sus gusanos de flecha de muestra del Océano Atlántico, el Fiordo de Gullmar en Suecia, las islas Amakusa en Japón y Marsella en Francia.

La doctora Katja Peijnenburg, de la Universidad de Ámsterdam (Países Bajos), el doctor Taichiro Goto, de la Universidad de Mie (Japón) y el profesor Noriyuki Satoh, de la Unidad de Genómica Marina de OIST, ayudaron a Marlétaz a recolectar y preparar las muestras. La comparación colocó a los gusanos de flecha sólidamente entre los protóstomos dentro de un subgrupo que incluye organismos microscópicos conocidos como rotíferos, gnatostomúlidos y micrognatozoos. "Me sorprendió un poco", reconoce Marlétaz. "Todavía no entendemos completamente esta asociación con los rotíferos y los demás. Ese será el foco de la investigación futura", adelanta.

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