El análisis de redes complejas de ADN revela un nuevo pariente unicelular de los animales
Los océanos están llenos de diversidad desconocida. De la gran cantidad de formas de vida del planeta, se estima que se han descrito menos del 25 %, quizás incluso menos del 0,01 %.
Entre esta lista, los
organismos microscópicos están especialmente mal representados: mientras que
hasta el 80 % de todos los eucariotas son protistas (es decir, eucariotas
unicelulares), estos representan solo el 3 % de las especies eucariotas
descritas.
Sin embargo, algunas de estas especies desconocidas
incluyen linajes que pueden ser clave para comprender el origen y evolución de
los organismos multicelulares.
Investigadores del Instituto de Biología Evolutiva
(IBE), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
y la Universitat Pompeu Fabra, han combinado el poder del análisis de redes
complejas con la secuenciación masiva de ADN mediante metabarcoding (un método
de identificación de especies que utiliza una pequeña sección de ADN) para
identificar la biodiversidad microbiana no descrita de océanos del mundo y así
arrojar luz sobre el origen y los procesos evolutivos que dieron lugar a los
animales multicelulares.
Para ello, Iñaki Ruiz-Trillo, investigador principal
del Multicellgenome Lab del IBE, y la recientemente doctora Alicia S. Arroyo,
del mismo grupo, junto con colegas del Institut de Systématique, Évolution,
Biodiversité (Francia), han buscado los parientes vivos unicelulares más
cercanos a los animales, un grupo de protistas conocido como los holozoos.
Según Ruiz-Trillo, “investigaciones anteriores
habían sugerido que muchos miembros de este clan permanecían sin caracterizar,
proporcionando una imagen incompleta del origen de la multicelularidad, y
queríamos llenar este vacío”.
En su estudio, los autores han analizado datos de
más de 1.000 muestras de agua del océano, tomadas en 210 lugares de todo el
mundo. Las muestras se recogieron a bordo de la goleta Tara, que recorrió el
mundo como parte de una expedición de cuatro años para muestrear y caracterizar
la diversidad planctónica.
Debido a que solo se secuenció una pequeña parte del
genoma de cada especie, Ruiz-Trillo y su equipo combinaron el metabarcoding y
las redes de similitud genética por primera vez, para analizar los datos y
revelar relaciones evolutivas ocultas.
Un método para
descifrar nuevas especies
Empleando este enfoque, los investigadores
identificaron más de 2.000 secuencias únicas que, probablemente, representan
holozoos unicelulares desconocidos de los océanos del mundo. “Esta poderosa
técnica nos ha permitido analizar millones de secuencias de ADN de una pequeña
muestra de agua y también saber qué tipo de especies habitan el ecosistema
correspondiente con gran precisión”, añade el investigador.
Los científicos detectaron un grupo de organismos
que están estrechamente relacionados con los coanoflagelados, considerados los
parientes vivos más cercanos de los animales. Debido a esta relación, los
análisis futuros de este grupo recién descubierto, al que los autores denominan
MASHOL (Marine Small HOLozoa), podrían proporcionar una nueva perspectiva sobre
la evolución de la multicelularidad y el origen de los animales.
Además del descubrimiento de esta nueva rama, el
estudio proporciona el primer análisis de la distribución geográfica de varios
holozoos, identificando subgrupos que son más abundantes en los océanos Ártico,
Pacífico Sur, Pacífico Norte o Atlántico, así como aquellos que prefieren aguas
más profundas o menos profundas.
“Nuestros análisis brindan una pista sobre dónde
empezar a buscar nuevas especies o ramas. El árbol de la vida es inmenso, y
descubrir nuevas especies microbianas es un trabajo arduo y que requiere mucho
tiempo. Nuestro estudio sugiere hábitats donde estos organismos pueden estar
ubicados, así como las características que podrían tener en función de sus
relaciones filogenéticas”, comenta Alicia S. Arroyo, primera autora del
estudio.
La metodología recientemente desarrollada podría
ayudar a descifrar nuevas especies y relaciones evolutivas entre diferentes
parientes unicelulares de los animales y también facilitar el camino hacia una
mejor comprensión del origen y evolución de la multicelularidad.
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