JUEZ Y VERDUGO - OPINIÓN - NOTICIAS - DESTACADO - EL ANIMAL MULTICELULAR MÁS ANTIGUO JAMÁS REGISTRADO

Un microfósil de mil millones de años encontrado en Escocia contiene dos tipos de células distintos y podría ser el animal multicelular más antiguo jamás registrado. El fósil revela nuevos datos sobre la transición de organismos unicelulares a animales multicelulares complejos. Los holozoos unicelulares modernos incluyen los animales vivos más basales, y el fósil descubierto muestra un organismo que se encuentra en algún lugar entre los animales unicelulares y multicelulares. El fósil ha sido descrito y nombrado formalmente Bicellum Brasieri en un nuevo artículo de investigación publicado en 'Current Biology'. El profesor Charles Wellman, uno de los investigadores principales de la investigación, del Departamento de Ciencias Animales y Vegetales de la Universidad de Sheffield, ha subrayado así la importancia del hallazgo: "Los orígenes de la multicelularidad compleja y el origen de los animales se consideran dos de los eventos más importantes en la historia de vida en la Tierra, nuestro descubrimiento arroja nueva luz sobre ambos". Y ha añadido: "Hemos encontrado un organismo esférico primitivo formado por una disposición de dos tipos de células distintos, el primer paso hacia una estructura multicelular compleja, algo que nunca antes se había descrito en el registro fósil". Welman consiera que este nuevo fósil "sugiere que la evolución de los animales multicelulares ocurrió hace al menos mil millones de años y que los primeros eventos anteriores a la evolución de los animales pueden haber ocurrido en agua dulce como lagos en lugar del océano".

Por su parte, el profesor Paul Strother, investigador principal de la investigación del Boston College, recuerda que los biólogos vienen especulando con que el origen de los animales incluía la incorporación y reutilización de genes anteriores que habían evolucionado antes en organismos unicelulares. Y destaca que el Bicellum Brasieri viene a confirmar esta teoría: "Lo que vemos en Bicellum es un ejemplo de un sistema genético de este tipo, que implica la adhesión y la diferenciación celular de células que pueden haberse incorporado al genoma animal 500 millones de años después". El fósil fue encontrado en Loch Torridon en las Tierras Altas del noroeste de Escocia en un excepcional estado de conservación, lo que ha permitido a los científicos analizarlo a nivel celular y subcelular. El equipo espera ahora examinar los depósitos de la zona en busca de fósiles más interesantes que podrían proporcionar más información sobre la evolución de los organismos multicelulares.

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Un organismo pluricelular o multicelular es aquel que está constituido por dos o más células, en contraposición a los organismos unicelulares (protistas y bacterias, entre muchos otros), que reúnen todas sus funciones vitales en una única célula. Los organismos pluricelulares o multicelulares –como plantas, animales y algas pardas– surgen de una sola célula la cual se multiplica generando un organismo. Las células de los organismos multicelulares están diferenciadas para realizar funciones especializadas y se reproducen mediante mitosis y meiosis. Para formar un organismo multicelular, estas células necesitan identificarse y unirse a las otras células. Los organismos multicelulares tienen uniones celulares permanentes, es decir, las células han perdido su capacidad de vivir solas, requieren de la asociación, pero esta debe darse de tal manera que desemboque en diferentes tipos celulares que generan organización celular en tejidos, órganos y sistemas, para así conformar un organismo completo. Los organismos pluricelulares son el resultado de la unión de individuos unicelulares a través de formación de colonias, filamentos o agregación. La multicelularidad ha evolucionado independientemente en Volvox, un género de algas clorofíceas microscópicas y algunas algas verdes flageladas.

Un conjunto de células diferenciadas de manera similar que llevan a cabo una determinada función en un organismo multicelular se conoce como un tejido. No obstante, en algunos microorganismos unicelulares, como las mixobacterias o algunos microorganismos que forman biopelículas, se encuentran células diferenciadas, aunque la diferenciación es menos pronunciada que la que se encuentra típicamente en organismos multicelulares. Los organismos multicelulares deben afrontar el problema de regenerar el organismo entero a partir de células germinales, objeto de estudio por la biología del desarrollo. La organización espacial de las células diferenciadas como un todo lo estudia la anatomía. Los organismos multicelulares pueden sufrir cáncer, cuando falla la regulación del crecimiento de las células dentro del marco de desarrollo normal. Los ejemplos de organismos multicelulares son muy variados, y pueden ir desde un hongo a un árbol o un animal.

La multicelularidad ha evolucionado de forma independiente decenas de veces en la historia de la Tierra. Los principales linajes de eucariontes como plantas, animales y algas tienen orígenes independientes con ancestros de más de 1,000 millones de años. En Myxomycota, algas verdes y rojas la multicelularidad ha aparecido repetidamente dentro del grupo.

Myxomycota, Mycetozoa o Mixomicetes es un grupo peculiar de protistas denominados comúnmente mohos mucilaginosos que toman tres formas distintas durante el transcurso de su vida. Inicialmente tienen forma de ameba unicelular que se mueve mediante seudópodos o flagelos dependiendo de la cantidad de agua en el medio.

Debido a que los primeros organismos multicelulares fueron simples y suaves sin huesos, concha o partes duras del cuerpo, no están bien conservados en el registro fósil. Una excepción pueden ser las Demospongiae, que pueden haber dejado una huella química en rocas antiguas. Los primeros fósiles de organismos multicelulares incluyen la controvertida Grypania spiralis y los fósiles de las pizarras negras de la formación Paleoproterozoica "Francivillian grupo B" en Gabón. Hasta hace poco tiempo la reconstrucción filogenética se ha basado en similitudes anatómicas, particularmente embriológicas. Esto es inexacto, ya que los organismos vivos pluricelulares como los animales y las plantas, se separaron de sus ancestros unicelulares hace más de 500 millones de años. El paso del tiempo ha permitido a la evolución divergente y convergente acumular diferencias y homoplasias entre las especies modernas y las ancestrales extintas. La filogenética moderna utiliza técnicas sofisticadas de análisis genético (por ejemplo aloenzimas, ADN satélite y otros marcadores moleculares) para describir los rasgos compartidos entre linajes alejados.

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Existen tres principales teorías para la evolución de la pluricelularidad: simbótica, de celularización y colonial.

La teoría simbiótica: Esta teoría sugiere que los primeros organismos multicelulares fueron producidos a partir de simbiosis (cooperación) de diferentes especies de organismos unicelulares, cada uno con diferentes funciones. Con el tiempo, estos organismos se vuelven tan dependientes el uno del otro, que no serían capaces de sobrevivir por sí mismos, llevando eventualmente a la incorporación de su genoma en un organismo multicelular. Cada organismo original se convertiría en un linaje de células diferenciadas dentro de la especie de nueva creación. Este tipo de simbiosis codependiente se puede ver con frecuencia, como en la relación entre el Amphiprioninae y Heteractis magnifica. En estos casos, es muy dudoso que cualquiera de las especies pueda sobrevivir mucho tiempo si la otra se extingue. Sin embargo, el problema con esta teoría es que todavía no se sabe cómo el ADN de cada organismo se podría incorporar en un solo genoma para constituirse en una sola especie. En teoría este tipo de simbiosis ya ocurrido (por ejemplo, mitocondria y cloroplastos en las células animales y vegetales –endosimbiosis–), pero esto ha ocurrido solo en muy raras ocasiones; y aun así, los genomas de los endosimbiontes han conservado una distinción, replicando su ADN por separado durante la mitosis de las especies huésped. Por ejemplo, los dos o tres organismos simbióticos que forma el compuesto liquen, mientras que dependen unos de otros para la supervivencia, tiene que reproducirse por separado y luego volver a la reorganizarse para crear un organismo individual una vez más.

La teoría de celularización (sincitial): Esta teoría establece que un solo organismo unicelular, con múltiples núcleos, podría haber desarrollado particiones en la membrana interna alrededor de cada uno de sus núcleos. Muchos protistas, como Ciliophora o moho mucilaginoso puede tener varios núcleos, apoyando esta hipótesis. Sin embargo, la simple presencia de múltiples núcleos no es suficiente para apoyar la teoría. Los núcleos múltiples de ciliados son diferentes y tienen claras las funciones diferenciadas: el macronúcleo sirve a las necesidades del organismo, mientras que el micronúcleo se utiliza para la reproducción parecida a la sexual en el intercambio de material genético. Los sincitios de mohos mucilaginosos se forman de células ameboides individuales, como los tejidos sincitiales de algunos organismos multicelulares y no al revés. Para ser considerada válida, esta teoría necesita un ejemplo demostrable y el mecanismo de generación de un organismo multicelular de un sincitio pre-existente.

La teoría colonial: La tercera explicación de multicelularizacion es la teoría colonial propuesta por Ernst Haeckel en 1874. Esta teoría propone la simbiosis entre muchos organismos de una misma especie (a diferencia de la teoría simbiótica, que sugiere la simbiosis de diferentes especies) condujo a un organismo multicelular. Se presume que algunos organismos multicelulares evolucionaron en la tierra a partir de células que se separan y luego reincorporan (por ejemplo moho mucilaginoso). Para la mayoría de los tipos multicelulares que se desarrollaron dentro de ambientes acuáticos, la multicelularidad se produce como consecuencia de que las células no se separan siguiendo la división. El mecanismo de formación de colonias de este último puede ser tan simple como la incompleta citocinesis, aunque la multicelularidad involucra típicamente la diferenciación celular. La ventaja de la teoría colonial es que se ha visto que se produzca de forma independiente en diferentes protistas . Por ejemplo, durante la escasez de alimentos, la ameba Dictyostelium se une en una colonia que se mueve como un individuo a una nueva ubicación. Algunas de estas amebas, se diferencian en tipos especializados. Otros ejemplos de organización colonial en protista son Volvocaceae, tales como Eudorina y Volvox, el último de los cuales se compone de hasta 500-50.000 células (dependiendo de la especie), solo una fracción de los cuales se reproducen. Por ejemplo, en una especie de 25-35 células se reproducen 8 asexualmente y alrededor de 15 -25 sexualmente. Sin embargo, a menudo puede ser difícil separar protistas coloniales de verdaderos organismos multicelulares. Como los dos conceptos no son distintos los protistas coloniales se conocen como "pluricelulares" en lugar de "multicelulares". Este problema afecta a la mayoría de las hipótesis de cómo se originó la multicelularidad.

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La expresión eslabón perdido se refiere originalmente a los fósiles de formas transicionales, cuando dichos estados intermedios aparentemente faltaban en el registro fósil o se desconocía su existencia. No es una expresión de uso científico, aunque sí abunda en los medios de comunicación, que suelen denominar «eslabón perdido» a casi cualquier nueva forma transicional que se descubre. La idea de «eslabón» implica que el proceso evolutivo es un fenómeno lineal y que unas formas originan a otras de forma consecutiva, como los eslabones de una cadena se suceden uno a otro; esta visión anticuada del fenómeno evolutivo ha sido abandonada hace tiempo. El concepto de eslabón perdido se considera hoy en día científicamente incorrecto porque no hay uno, sino muchos, y justamente no son eslabones de una cadena sino partes de un árbol muy ramificado.

La expresión «eslabón perdido» es más propia de los medios de comunicación que de la literatura científica porque la evolución no es lineal. La expresión «eslabón» hace referencia a una cadena, es decir, un proceso continuo y bidireccional, cuando se ha comprobado en numerosas ocasiones que la evolución no es una línea sino algo más parecido a un árbol. Existen abundantes casos donde la primera especie convive durante miles o incluso millones de años con la otra u otras especies evolucionadas de ellas, e incluso con la evolucionada de las evolucionadas.

Hay unanimidad en que algunos dinosaurios terópodos manirraptores evolucionaron hasta convertirse en aves. Un famoso fósil transicional es Archaeopteryx, un organismo que es un mosaico de caracteres reptilianos (dientes, garras, cola) y avianos (plumas, alas) que fue hallado poco tiempo después de la publicación de El origen de las especies de Charles Darwin y reavivó el debate entre evolucionistas y creacionistas.

Los paleontólogos sugieren que el Tiktaalik fue una forma intermedia entre peces como Panderichthys y Eusthenopteron, que vivió hace 385 millones de años, y los más recientes tetrápodos tales como Acanthostega e Ichthyostega que vivieron cerca de 20 millones de años después (365 MA). Hasta la fecha no se conocen los detalles de las relaciones de esas especies, pero en conjunto demuestran que los anfibios evolucionaron desde peces de aletas lobuladas. El hueso astrágalo del fósil tiene el mismo tamaño que el astrágalo en los seres humanos actuales.

Todo comenzó cuando Charles Darwin lanzó en el tapete científico la teoría de la evolución de las especies en 1859. Darwin no habló de la evolución humana hasta mucho tiempo después, cuando publicó su libro La ascendencia del hombre, en 1871. Pero los seguidores de Darwin sí comenzaron a aplicar la teoría al ser humano. Thomas Huxley publicó en 1863 el libro Evidences as to Man's place in Nature (Evidencias del lugar del hombre en la naturaleza), en el cual decía, tras hacer un estudio de anatomía comparada, que el lugar del hombre estaba en estrecha relación con los grandes simios, particularmente los africanos. Y de Huxley fue la idea de que el Homo sapiens había evolucionado a partir de un antepasado simiesco. Entonces los escépticos pidieron que, si el hombre había evolucionado de los monos, se les mostrara el eslabón perdido entre estos y el ser humano. La patraña del Hombre de Piltdown (1912) contribuyó mucho al mito del eslabón perdido, ya que fue elaborado con todo lo que se quería encontrar en ese eslabón. Desde entonces se ha encontrado varios "eslabones de la cadena".

El primer candidato a eslabón perdido fue hallado por uno de los grandes buscadores, Eugène Dubois, que entre 1886 y 1895 descubrió restos que él mismo describía como "una especie intermedia entre los humanos y los monos". Lo llamó Pithecanthropus erectus (hombre mono erecto en griego), hoy clasificado como Homo erectus. A principios del siglo XX se desenterraron en Sudáfrica los primeros Australopithecus; sus descubridores, Raymond Dart y Robert Broom se percataron enseguida que se trataba de antepasados remotos del ser humano, cercanos al chimpancé, aunque sus contemporáneos no lo tomaron en consideración. En 1974 con el descubrimiento de "Lucy" se consagró a los Australopithecus, bípedos, con un mosaico de rasgos simiescos y humanos, como eslabones perdidos entre el hombre y el mono. En 2009 fue anunciado el hallazgo de los fósiles de un individuo de Darwinius masillae, de 47 millones de años de antigüedad, apodado Ida, que es considerado por algunos paleontólogos, como Jorn Hurum, como posible «eslabón perdido» entre los primates haplorrinos —infraorden al cual pertenece el ser humano— y los estrepsirrinos, aunque los miembros del grupo que han estudiado los restos son escépticos de que se trate de un ancestro de Homo sapiens. Por su parte, Henry Gee, uno de los editores de la publicación científica Nature, dijo que el término «eslabón perdido» en sí mismo es engañoso y que la comunidad científica necesitaría evaluar su importancia. No todos los fósiles de humanos pueden necesariamente ser considerados como eslabones, por ejemplo Homo floresiensis (el "hobbit"), encontrado en 2004, es en realidad un contemporáneo de los Homo sapiens modernos.

Lucy, el hallazgo de un humanoide que explicó nuestra evolución. Los restos de esta australopithecus son los más famoso del mundo, pues "Lucy" ayudó a complementar el árbol evolutivo de nuestra especie.

Los científicos (Viviane Callier, Jennifer A. Clack, Per E. Ahlberg) de las universidades de Cambridge (Reino Unido) y Upsala (Suecia) publicaron en 2009 en la revista Science un estudio que obligaba a cambiar de nuevo el árbol de la evolución. El primer explorador que se adentró en la tierra fue, en realidad, el Ichthyostega, un tetrápodo considerado hasta ahora como un segundón en la transición entre los peces y los animales terrestres. Cuando Charles Darwin publicó "El origen de las especies" en 1859, al presentar el mundo al concepto revolucionario de la evolución mediante selección natural, señaló que "... tal vez la más evidente y más grave objeción que puede ser utilizada en contra de mi teoría es la aparente falta de "transición" de los fósiles en el registro geológico". El especuló que la razón por la que "la geología no revela la cadena orgánica debidamente graduada en formas intermedias se debió a la escasez de descubrimientos de fósiles de la época".

En cierto sentido, todas las especies que han existido son una forma de "transición", que refleja las características de sus antepasados, y sus características se reflejarán en sus descendientes. Pero ahora los humanos están impresionados por los descubrimientos de algunos fósiles espectaculares, intermedios entre dos grandes clases, en los años transcurridos desde que se publicó el primer libro de Darwin sobre la evolución. El más famoso de ellos es Archaeopterix que, dependiendo de la interpretación, es bien un ave con dientes y manos, o un dinosaurio que volaba tras desarrolladar las plumas. Sin embargo, otro fósil menos conocido es igualmente una ejemplo espectacular de una forma transitoria: el maravilloso Ichthyostega. Hasta ahora se creía que el primer tetrápodo era un Acanthostega, habitante de las marismas en el periodo Devónico, hace unos 365 millones de años. Pero los autores, coordinados por Viviane Callier, del Museo de Zoología de Cambridge, han analizado restos fósiles de ambos géneros animales hallados en Groenlandia y han observado que la posición de los huesos de la pata delantera de los Ichthyostega variaba gradualmente a medida que los individuos iban madurando. El Ichthyostega es una forma intermedia entre los peces y los anfibios del período Devónico tardío, alrededor de 365 millones de años atrás. Se podría describir como un pez con patas que podría caminar sobre de la tierra, o se podría decir que era un anfibio con la cabeza y cola de un pez.

Dado que los peces tienen su peso apoyado sobre el agua, el Ichthyostega se enfrentaba con el problema de apoyar su peso en tierra, que fue solucionado acrecentando la superposición de las costillas, un torpe y primitiva solución, pero necesaria, porque había evolucionado hacia muy poco de sus antepasados, los peces primitivos. El proceso pectoral, la parte del húmero en la que se insertan los músculos pectorales, se encuentra en la posición habitual de los tetrápodos -el borde anterior del hueso- en todos los Acanthostega estudiados y en los Ichthyostega más maduros. Sin embargo, en los jóvenes individuos de este último género animal el proceso pectoral se sitúa en un punto más central del hueso, como en los peces primitivos. Los Ichthyostega sería, por lo tanto, las criaturas de cuatro patas más parecidas a los vertebrados acuáticos. El Ichthyostega tenía siete dedos en cada pata trasera, cosa notable, ya que el número de dedos en los pies de los tetrapodos se estabilizaron en cinco a principios de su evolución. Su hombro y cadera sufrieron adaptaciones que le ayudaron a moverse en tierra.

Sus miembros traseros podrían apoyar su cuerpo durante la juventud, pero probablemente eran demasiado débiles para apoyar todo su peso sobre la tierra en la edad adulta. La hipótesis es que los menores pudieran salir del agua para escapar de los depredadores, pero que los adultos ya salían por si mismos del agua incluso en ocasiones para tomar el sol. A juicio de los investigadores, este descubrimiento sugiere que los adultos pasaban más tiempo fuera del agua que los jóvenes, y este rasgo evocaría su historial evolutivo. Según la Teoría de la Recapitulación, propuesta por el biólogo alemán Ernst Haeckel en el siglo XIX, el desarrollo de un organismo, desde la concepción hasta la edad adulta, imita la evolución de toda la especie. El Ichthyostega es uno de los muchos fósiles que llenan en la historia natural la evolución de los peces tetrápodos. La historia todavía no está completa: "la brecha de Romer" (nombre del paleontólogo Alfred Romer Sherwood) es de 20 millones de años entre los fósiles desaparecidos, y sus contemporáneos como el Ichthyostega, y el siguiente tetrápodo más antiguo que se conoce.

Según el estudio, los Ichthyostega, denigrados por los paleontólogos durante decenios, fueron los primeros tetrápodos que osaron emerger del agua. Y lo seguirán siendo hasta que nuevos fósiles alboroten de nuevo el árbol evolutivo. Lagunas como "la brecha de Romer" en el registro fósil eran una preocupación de Darwin, que las reconoció como una posible impugnación de su teoría seminal. Sin embargo, la ausencia de evidencia no es evidencia de la ausencia, explicación que realiza Romer para la brecha que sigue existiendo, y que ya Darwin presentó, sobre el carácter incompleto de los registros geológicos.

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