08-02-2014

Un ampli estudi evolutiu sobre esponges aporta noves dades sobre l’evolució animal

La major part de gens implicats en processos complexos també estan presents en les esponges, segons revela un estudi publicat a la revista Molecular Biology and Evolution que té com a primera autora Ana Riesgo, investigadora Juan de la Cierva del Departament de Biologia Animal i l’Institut de Recerca de la Biodiversitat de la UB (IRBio). L’article també està signat per experts de la Universitat d’Alberta (Canadà) i la Universitat de Harvard (Estats Units).

Les esponges o porífers, de les quals es coneixen al voltant de 8.000 espècies, es consideren el fílum més basal dels metazous. Estan distribuïdes en latituds de tot el planeta, des dels esculls tropicals fins als pols, i constitueixen un model d’estudi excel·lent sobre l’evolució en metazous.

 

El transcriptoma: estudiar l’expressió dels gens

El nou treball representa l’estudi de seqüenciació de gens més ampli que s’hagi fet fins ara en vuit espècies d’esponges que cobreixen les quatre classes de porífers reconegudes actualment. En concret, es tracta de l’Aphrocallistes vastus (classe de les hexactinèl·lides), la Chondrilla nucula, la Ircinia fasciculata, la Petrosia ficiformis, la Spongilla lacustres i la Pseudospongosorites suberitoides (demosponges), la Sycon coactum (calcàries) i la Corticium candelabrum (homosclerofòrides), que són representatives de diversos hàbitats marins i també d’aigua dolça.

En la recerca, l’equip ha analitzat el transcriptoma d’aquestes espècies, és a dir, el conjunt de l’RNA missatger que reflecteix els perfils d’expressió dels gens presents en el genoma. Tal com explica Ana Riesgo, «fins ara, només es coneixia el genoma i el transcriptoma de l’Amphimedon queenslandica i l’Oscarella carmela». En l’estudi, afegeix, «s’han seqüenciat els genomes de vuit espècies i s’han analitzat de manera comparativa els gens més significatius en processos de senyalització, conducció neuronal, desenvolupament epitelial, immunitat i reproducció, que són les funcions bàsiques relacionades amb la condició de la multicel·lularitat».

 

Més complexitat del que s’esperava

L’estudi identifica una sèrie de gens —prèviament associats amb estructures complexes dels animals superiors— que es creien absents en les esponges. Per exemple, el gen DMRT1, implicat en els processos de determinació sexual en metazous més evolucionats (rèptils, aus, mamífers, etc.), apareix també en el gènere Corticium.

Sempre s’ha considerat que les esponges homosclerofòrides són molt més semblants a la resta de metazous que a les mateixes esponges. Tal com apunta Ana Riesgo, «tenen característiques morfològiques més complexes que altres esponges i, en el cas de la Corticium, el procés de la gametogènesi és com el d’un cnidari». Així mateix, la presència del gen DMRT1, també present en cnidaris, confirma, segons l’experta, «aquesta visió sobre la gran heterogeneïtat que existeix entre esponges malgrat la seva simplicitat morfològica».

Un altre resultat sorprenent és la detecció de gens de receptors de glutamat (iGluRs) —implicats en la conducció de les respostes fisiològiques ràpides— en les esponges Corticium, Sycon i Ircinia. Encara que sempre s’ha considerat que les esponges són tan simples que només responen a estímuls amb canvis mínims, l’estudi ha detectat gens que estan vinculats amb la conducció neuronal en organismes més complexos: «Tot això ens indica que les esponges podrien tenir respostes a canvis ambientals o estímuls físics més elaborades del que es pensava fins ara», detalla Ana Riesgo, que també participa en el projecte Actiquim d’ecologia química a l’Antàrtida.

 

Gens amb noves funcions al llarg de l’evolució

Gairebé tots els gens que s’han trobat en les esponges estudiades tenen una funció més complexa en la resta de metazous. No obstant això, en l’escala evolutiva el que importa no és tant la presència del gen, sinó la combinació o la regulació d’aquests gens. En les esponges, els gens semblen estar involucrats en estructures molt més bàsiques. Ana Riesgo indica: «Encara ignorem la funció de molts dels gens que hem trobat, però és possible que tinguin una funció que desconeixem en les esponges i després s’adaptin a una altra funció en altres organismes». Determinar la funció dels gens en les esponges serà, en conseqüència, un dels reptes científics més immediats dins d’aquesta línia de recerca.

L’article publicat a Molecular Biology and Evolution dibuixa un escenari més ampli per plantejar noves hipòtesis sobre les relacions filogenètiques entre els porífers, la determinació de la funció de gens en les esponges i l’evolució primerenca de la complexitat molecular en els metazous.

Marta Alegret (Universitat de Barcelona)

Enllaços

Escriu el teu comentari