viernes, 12 de septiembre de 2014

El enigmático género Dendrograma, ¿el eslabón perdido de la evolución?

Publicado por Ciudad Universitaria Virtual de San Isidoro
Dendrogramma enigmatica y Dendrogramma discoides

Un hallazgo insólito

El género Dendrogramma es un género que comprende dos especies: Dendrogramma enigmatica y Dendrogramma discoides, formando parte de la nueva familia Dendrogrammatidae.

Estas especies fueron identificadas en 2014 examinando una colección de 18 especímenes recogidos en 1986. Son claramente animales, pero no se han asignado a ningún phylum existente.

Los especímenes fueron recolectados en la costa sureste de Australia en una expedición científica durante 1986. Fueron tomados a unas profundidades de 400 m y 1000 m. en el talud continental del sureste australiano, cerca de la isla de Tasmania. Fueron recogidos en el fondo marino, con un trineo epibentónico, y conservados en formaldehido, para pasarlos posteriormente a etanol. En 1988 los investigadores volvieron a la zona, pero no encontraron ningún ejemplar similar.

El hallazgo ha sido publicado en la revista PLOS ONE el 3 de septiembre de 2014.


Una posición filogenética incierta

Los investigadores asignaron el nombre del género, Dendrogramma, por su similitud con el tipo de gráfico en forma de árbol (del griego dendron, árbol), usado frecuentemente en Biología para mostrar las relaciones evolutivas entre organismos. En cuento a la especie, enigmatica, de su extraña naturaleza, y discoides, de forma de disco.

Los organismos tienen pocos milímetros de longitud, poseen forma de hongo y no poseen simetría bilateral, pero sí birradial. Constan de un disco aplanado y un tubo, con una boca en su extremo. El estómago está separado de la piel por una capa de material gelatinoso denso.

Ni uno solo de los 18 especímenes mostraba signos de haber sido arrancado, ya sea de un sustrato duro o de una colonia biológica.

En cierta manera, son similares a los animales de los filos Cnidaria, medusas y corales, y Ctenophora, animales que recuerdan a las medusas. Anteriormente, los cnidarios y ctenóforos, formaban el phylum Coelenterata (celentéreos). Sin embargo, su relación con estos grupos no está nada clara.

Podía ser posible que Dendrogramma formase parte de un nuevo phylum de simetria no bilateral, con las características de ser animales multicelulares (metazoos), de simetria no bilateral (birradial) y aparentemente diblásticos. Los animales diblásticos son animales que terminan su desarrollo embrionario en la fase de gástrula, y por lo tanto, tienen solo dos hojas embrionarias, ectodermo y endodermo, careciendo de mesodermo, actualmente son los cnidarios, ctenóforos y poríferos.

Otras características de Dendrogramma es poseer una densa mesoglea (sustancia gelatinosa que poseen los cnidarios, ctenóforos y poríferos) entre una epidermis externa y una gastrodermis interior. Los animales están formados por un cuerpo en un tallo o tubo con un terminal en el que se abre la boca, y un disco aplanado. La boca se encuentra en un campo especializado, lobulado, epidermis, lo que lleva a un canal gastrovascular forrado, gastrodermis (faringe), con numerosos canales que irradian en el disco al que se abre la boca.

No existe ninguna duda de que los animales son multicelulares, pero la identidad estructural de los epitelios que revisten el canal gastrovascular y la externa aún no se ha estudiado con detalle, ni comparado con la de otros metazoos.

Dendrogramma comparte una serie de similitudes en la organización general del cuerpo con los dos filos Ctenophora y Cnidaria, pero no puede ser colocado en ninguno de ellos. Hay una considerable certeza de que los organismos no poseen cnidoblastos (células que producen sustancias urticantes o venenosas, como las medusas), ni tentáculos, ni cilios, ni aberturas de los poros en los canales que irradian, ni órganos de los sentidos conocidos, como el órgano apical de Ctenophora. Tampoco se han encontrado ningún rastro de gónadas, que pudieran indicar la inmadurez o los cambios estacionales.

No existe ninguna evidencia de que las muestras formasen parte de una colonia biológica. Las dos especies parecen incapaces de nadar, ya que en los especímenes conservados el disco es inflexible. Por la apertura bucal simple parece probable que se alimenten de microorganismos, tal vez atrapados por la mucosidad de los lóbulos especializados que rodean la boca.

Una forma certera de estudiar sus afinidades sería examinar su ADN, pero para ello se necesitarían nuevos ejemplares, ya que las muestras originales se conservaron primeramente en formaldehído y luego en alcohol al 80 %, un excelente modo de conservación, pero que imposibilita el análisis del material genético.


La posición filogenética de Dendrogramma

Aunque Dendrogramma no se pueda encuadrar en Ctenophora o Cnidaria, estos dos phyla son más próximo a este género que cualquier otro phylum. Características comunes son el ser diblásticos, con dos capas germinales con una mesoglea en el medio, y la presencia de una única apertura bucal a través de la cual ingieren alimentos y se expulsan los residuos. La posición filognética de Dendrogramma ha de estar estrechamente relacionada con estos filos.

La cuestión de la posición filogenética de Dendrogramma también ha de relacionarse con la relación entre categorías taxonómicas, concretamente con la relación entre Porifera (esponjas), Placozoa (pequeño filo de animales marinos planos y reptantes), Cnidaria, Ctenophora y Bilateria (animales con simetría bilateral).

La visión tradicional es que Porifera es el grupo más primitivo de todos los demás animales, basándose en la falta de organización del tejido, la falta de sistema nervioso, y las similitudes de los coanocitos (células de las esponjas con flagelo) con los coanoflagelados (eucariontes unicelulares próximos a los metazoos). Sin embargo, un hallazgo reciente, apoyado en una gran cantidad de datos moleculares, incluidos genómicos, propone que Ctenophora, en lugar de Porifera, es el grupo más primitivo de todos los metazoos. Por otra parte, Porifera tiene características propias que no poseen otros filos, por lo que probablemente tuviera una evolución paralela sin descendencia, siendo un filo terminal, lo que le resta posibilidades de ser un filo origen de otros.

En todo caso, aunque Porifera sea el grupo más primitivo, según la visión tradicional, o Ctenophora, según visiones más modernas, está claro que Ctenophora y Cnidaria son taxones hermanos (ambos estaban unidos en el filo Coelenterata), que pueden estar relacionados con Dendrogramma, debido a las similitudes generales en la organización del cuerpo. Sin embargo, la mesoglea y el sistema gastrovascular de Dendrogramma son rudimentarios.

En un estudio, Ctenophora sería el filo metazoo más primigenio y los sistemas neuronales en ctenóforos evolucionaron independientemente de los de otros animales, separándose de la línea de Cnidaria. También es probable que la organización general de Ctenophora y Cnidaria hayan evolucionado en paralelo a partir de un antepasado Porifera o Placozoa. Entonces la posición más probable de Dendrogramma sería de un filo origen de Ctenophora o Cnidaria, basándose en las similitudes de su organización general. De esta manera, la falta de organización del tejido y el sistema nervioso en Porifera serían atributos originales. Sin embargo, si las similitudes entre Ctenophora y Cnidaria sobre su organización general son similares, esto amplía significativamente el espectro de posibles posiciones filogenéticas de Dendrogramma. Entonces este género se debe colocar en algún lugar de la zona amarilla del gráfico que aparece a continuación y antes de la aparición de Bilateria. En este escenario, puede estar en una multitud de posiciones posibles, como grupo hermano de alguno de los taxones involucrados, e incluso como grupo hermano de los restantes metazoos.

Posición filogenética de Dendrogramma según sus descubridores

Posición filogenética de Dendrogramma según sus descubridores

Lo que es cierto es que la información que poseemos sobre Dendrogramma no permite una posición más precisa filogenéticamente. Por otra parte, también se necesitaría ampliar los conocimientos sobre filogenia de estos cinco linajes de metazoos (Ctenophora, Placozoa, Porifera, Cnidaria, Bilateria). Además, a partir de material fresco de Dendrogramma habría que realizar estudios moleculares y genómicos, citológicos, histológicos, morfológicos, anatómicos y obtener más información biológica, como forma de vida, hábitat, etc. Esto posibilitaría una colocación filogenética más precisa.

En general se piensa que la simetría bilateral se desarrolló en el ancestro común de Bilateria, pero hace tiempo se sabe que algunos miembros de Cnidaria también exhiben simetría bilateral. Se ha planteado que la simetría bilateral ya evolucionó antes de Cnidaria. La considerable diferencia en la simetría global entre las dos especies de Dendrogramma es una evidencia adicional de que la simetría es muy variable. Ambas especies de Dendrogramma presentan aspectos bilaterales, sobre todo en el campo lobulado que rodea a la boca y en el inicio de la ramificación de los canales radiales. El disco de Dendrogramma enigmatica es claramente bilateral como se indica por la muesca del disco, pero el disco de Dendrogramma discoides es simétrico radial, es decir, birradial. Teniendo en cuenta las diferencias en el patrón de simetría entre las dos especies, incluso en diferentes partes del cuerpo, la cuestión del origen de la bilateralidad puede añadir interés adicional para el estudio de nuevo material de Dendrogramma.


¿El eslabón perdido con la fauna de Ediacara?

Existe una curiosa similitud de entre Dendrogramma y un pequeño grupo de la llamada fauna de Ediacara, del Precámbrico. Los taxones son Albumares, Anfesta y Rugoconites. Los tres poseían canales que irradian en un disco. Es posible que si Dendrogramma fosilizara, tendría un aspecto similar.

Albumares brunsae
Albumares brunsae

La profundidad de donde se recogieron los Dendrogramma es considerable. Por otra parte, la fauna de Ediacara de varios lugares de Canadá, como Terranova y las montañas Mackenzie, indica que parecen haber vivido en una profundidad superior a 1.000 metros. No obstante, las similitudes con algunas de las formas de Ediacara pueden ser respuestas independientes a las mismas necesidades ambientales, una convergencia evolutiva en vez de una relación de proximidad genética. En todo caso, las similitudes entre Dendrogramma y formas de Ediacara como Albumares , Anfesta y Rugoconites indican una estrecha relación, con interesantes implicaciones filogenéticas y puede arrojar luz sobre el origen de estos taxones de Ediacara. Si Dendrogramma se halla fuera del linaje que conducen a Ctenophora o Cnidaria, Albumares, Anfesta y Rugoconites también estarían fuera, por lo que deberían ser considerados un grupo de metazoos aparte, en vez de miembros del grupo monofilético extinguido Vendozoa, considerado como un experimento fallido de la evolución.

En la fauna de Ediacara aparecen metazoos que podían estar emparentados con los actuales poríferos, cnidarios o equinodermos, como Tribrachidium, parecido a una esponja o ctenóforo, Kimberella, parecido a un molusco, o Dickinsonia, que podía ser un placozoo temprano.

Jorgen Olesen, de la Universidad de Copenhague, uno de los científicos que han identificado a Dendrogramma, sostiene que podrían ser una rama muy temprana en el árbol de la vida, o algo intermedio entre dos formas animales diferentes, pero en todo caso representan una rama temprana en el árbol de la vida, con similitudes a la extinta fauna de Ediacara de hace 600 millones de años.

Para el neurobiólogo Leonid Moroz, del Laboratorio Whitney de Biociencias Marinas de la Universidad de la Florida, si el nuevo género resulta ser descendiente directo de los primeros animales, podría cambiar completamente el árbol de la vida, tal y como lo tenemos establecido, e incluso nuestra comprensión de la evolución animal, de la evolución de los neurosistemas y de la evolución de los tejidos.

Está fuera de toda duda, que los taxones de la fauna de Ediacara son auténticos metazoos, algunos pudieron derivar en líneas extinguidas, otros en líneas supervivientes que condujeron a las actuales, pero relacionar a Dendrogramma con la fauna de Ediacara es algo muy coherente.

Recreación de la fauna de Ediacara
Recreación de la fauna de Ediacara

Misterios de la Naturaleza

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