Las estrellas de mar son criaturas marinas bastante extrañas. Son animales sin cerebro, sin sangre, que digieren su comida externamente y regeneran partes del cuerpo, a veces en otras estrellas de mar completamente nuevas. Pero, según un nuevo análisis de su expresión genética, las estrellas de mar y otros equinodermos carecen de la arquitectura para un cuerpo real. Son esencialmente solo cabezas móviles que desarrollaron la capacidad de arrastrarse, según un equipo liderado por los biólogos Laurent Formery y Chris Lowe de la Universidad de Stanford.
Desde la perspectiva del patrón ectodérmico, los equinodermos son en su mayoría animales parecidos a cabezas. Los equinodermos, que no son solo estrellas de mar, sino también erizos de mar, dólares de arena, pepinos de mar, son bastante comunes en las partes del océano que los humanos frecuentan, por lo que tendemos a pensar en ellos como nada fuera de lo común. Pero son muy diferentes a otros animales. Su simetría corporal es (generalmente) de cinco pliegues, en lugar de la simetría bilateral ‘izquierda-derecha’ que vemos en la mayoría de las criaturas.
La estrella de mar más antigua conocida en el registro fósil es anterior a los dinosaurios más antiguos conocidos por más de 200 millones de años, por lo que, sea lo que sea lo que están haciendo, son muy, muy buenos en ello. Pero su extraña simetría significa que sus cuerpos son difíciles de entender para nosotros.
Cómo las diferentes partes del cuerpo de los equinodermos se relacionan con las que vemos en otros grupos de animales ha sido un misterio para los científicos desde que comenzamos a estudiarlos, dice el biólogo evolutivo Jeff Thompson de la Universidad de Southampton en el Reino Unido. En sus parientes bilaterales, el cuerpo se divide en una cabeza, tronco y cola. Pero solo mirando una estrella de mar, es imposible ver cómo estas secciones se relacionan con los cuerpos de los animales bilaterales.
Los investigadores realizaron un estudio molecular para averiguar dónde encajan los equinodermos en el superfilo de los deuterostomados, un gran grupo de animales que incluye tanto a los vertebrados como a los equinodermos. Dado que los deuterostomados evolucionaron a partir de un ancestro común, hace muchos millones de años, los investigadores pensaron que podrían ser capaces de rastrear la forma en que evolucionaron los equinodermos.
Su estudio se realizó en una especie de estrella de mar llamada Patiria miniata, o estrellas de murciélago. Utilizaron tomografía de ARN y una técnica llamada hibridación in situ, en la que los científicos localizan secuencias precisas de ADN y ARN en una muestra de tejido. Utilizaron esta información para crear un mapa tridimensional de la expresión génica en el cuerpo de la estrella de mar a medida que crecía.
Investigaron una serie de factores de transcripción que en los animales bilaterales están involucrados en el desarrollo de adelante hacia atrás del cuerpo del animal, un proceso conocido como patrón anterior-posterior. Estos genes se encontraron en la estrella de mar; ayudan a desarrollar los brazos, desde aproximadamente la región media hasta la punta.
Pero había una omisión evidente. En otros deuterostomados, hay un conjunto de genes que ayuda a desarrollar el tronco del cuerpo. Cuando comparamos la expresión de genes en una estrella de mar con otros grupos de animales, como los vertebrados, parecía que faltaba una parte crucial del plan corporal, explica Thompson. Los genes que normalmente están involucrados en el patrón del tronco del animal no se expresaban en el ectodermo. Parece que todo el plan corporal de los equinodermos es aproximadamente equivalente a la cabeza en otros grupos de animales.
La evolución de los equinodermos ha sido difícil de entender, solo basándonos en la forma en que sus cuerpos (cabeza) están formados. La nueva investigación sugiere que, en algún momento, los equinodermos pueden haber tenido las herramientas para desarrollar un cuerpo, pero lo abandonaron en algún momento de su larga historia. En su defensa, parece que les ha ido bastante bien.
Pero los nuevos hallazgos proporcionan a los científicos nuevas herramientas para entender por qué son así, e interpretar cualquier fósil que surja de eones pasados. Nuestra investigación nos dice que el plan corporal de los equinodermos evolucionó de una manera más compleja de lo que se pensaba anteriormente y todavía hay mucho que aprender sobre estas criaturas intrigantes, dice Thompson. Como alguien que los ha estudiado durante los últimos diez años, estos hallazgos han cambiado radicalmente la forma en que pienso sobre este grupo de animales.
La investigación ha sido publicada en Nature.
