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La secuenciación de los genomas de dos especies de gusano bellota permite vislumbrar cómo era nuestro antepasado más remoto del Cámbrico.

Un equipo de investigadores del Instituto de Okinawa de Ciencia y otros colaboradores han conseguido secuenciar el genoma de dos especies de gusanos bellota. Han descubierto que comparten genes con muchos otros animales más comunes.
Los enteropneustos o gusanos bellota (Enteropneusta) son una clase del filo de los hemicordados o faringotremados. Son criaturas marinas que están en el fondo oceánico y viven de filtrar el agua marina. Están emparentadas con otros deuterostomas como nosotros los humanos, las ranas, las estrellas de mar, las truchas, las ballenas o los dinosaurios.
Los deuterostomas son, por tanto, un gran grupo animal compuesto por muchas especies, pero que todos descenderían de una única especie que aparecería en la explosión del Cámbrico.
La explosión del Cámbrico produjo numerosos planes corporales novedosos hace unos 550 millones de años, lo que cambió la vida en la Tierra para siempre. Los animales complejos que aparecieron tenían sistemas digestivos especializados y comportamientos que no habían estado presentes con anterioridad, como la depredación.
Los gusanos bellota filtran el agua marina a través de unas aberturas situadas entre su sistema digestivo y su esófago. Estas aberturas están relacionadas evolutivamente con las agallas de los peces y representan una innovación crítica en la historia evolutiva que no es compartida por otros animales como las lombrices o los artrópodos.
Como el gusano bellota ocupan un posición tan especial en relación a los humanos eran un buen blanco para que su genoma fuera secuenciado. Con ello se pretendía rellenar el vacío que había en el mapa genético de este remoto antepasado.
La secuenciación de los genomas de varias y distantes especies de este grupo de los deuterostomas permite vislumbrar cómo pudo haber sido este antepasado común ya extinto. Este nuevo resultado forma parte de este esfuerzo. Para ello tomaron dos especies de gusanos bellota: Ptychodera flava (procedente de Hawai) y Saccoglossus kowalevskii (procedente del océano Atlantico) y secuenciaron sus genomas.
Mediante comparación con los genomas de otros 32 animales, estos investigadores han podido inferir los genes que portaba este ancestro común de hace 550 millones de años.
Descubrieron que compartimos con los gusanos bellota más genes que con otros animales. Hay 8600 familias de genes homólogos que son compartidos por todos los deuterostomas.
Así por ejemplo, el grupo los genes faríngeos es único entre los deuterostomas y puede ser relacionado con el desarrollo de la región que une la boca y la nariz con el esófago en humanos.
Estos genes relacionados evolutivamente permiten inferir el genoma del deutesrostoma original y encontrar homologías. Un ejemplo de homología lo constituyen las alas de las aves, la zarpa de los gatos y las aletas de las ballenas, que son construidos por la misma familia de genes, lo que indica que las tres especies proceden de un antepasado común y esas tres estructuras anatómicas proceden de una única de ese animal pretérito.
Debido al duplicado de genes y otros a procesos, estos 8600 genes homólogos corresponden a unos 14.000 genes humanos, lo que representa un 70% del genoma humano. Es decir, esto significa que el 70% de nuestros genes tienen su origen en el deuterostoma original.
Además se han identificado grupos de genes que están juntos en el genoma de los gusano bellota y otros animales incluyendo a los humanos, lo que indicaría que funcionan como una unidad y que se han conservado tal cual durante estos 550 millones de años.
Un grupo de estos es precisamente el que controla el desarrollo de la zona faríngea en vertebrados y gusanos bellota. Está presente en todos los deuterostomas, pero no en los demás animales, como los insectos, pulpos, gusanos planos o lombrices.
Es el grupo de genes que permite al gusano de bellota generar su sistema de filtración o la formación del tiroides en humanos. Este grupo está formado por 6 genes ordenados en un patrón común en todos los deuterostomas e incluye genes para cuatro proteínas que son reguladores transcripcionales críticos que controlan la activación de numerosos otros genes. Es tipo orden genético en el ADN se transmite de generación en generación.
“Nuestro análisis del genoma del gusano de bellota proporciona un vistazo a la complejidad de nuestro antepasado cámbrico y proporciona apoyo a esta relación entre del desarrollo faríngeo y el estilo de vida basado en un sistema de filtración que finalmente contribuyo a nuestra evolución”, dice Oleg Simakov, líder del estudio.
Es maravilloso que podamos reconstruir nuestro pasado biológico leyendo en los libros de los distintos genomas de los seres que están vivos ahora. Por tanto, una extinción de una especie no sólo tiene consecuencias ecológicas, sino que destruye todo lo que podíamos haber sabido y que ya nunca sabremos.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Foto: Andrew Gillis.