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 un comunicado 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.
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.
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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