02 marzo, 2011

¿Cómo están organizados los anélidos?

anelidosLes aseguro que la forma como está representado un gusano en nuestras mentes es a través de un anélido. Esto se debe a que este grupo de animales es tan común que los podemos encontrar fácilmente en nuestro jardín o en cualquier región húmeda del planeta. Los principales representantes de los anélidos son las lombrices de tierra, las sanguijuelas y los poliquetos (gusanos marinos); y se caracterizan por tener un cuerpo segmentado compuesto por una serie de anillos (ver figura).

La segmentación (metamerización) del cuerpo de los anélidos representa un gran avance evolutivo, pues cada segmento tiene la posibilidad de especializarse y realizar funciones más específicas. Es por esta razón que comprender la evolución del plan corporal de los anélidos es crucial para elucidar ciertos aspectos de la evolución de los propios Bilaterios.

En los últimos años, muchas especies de anélidos han sido considerados como organismos modelos en varias disciplinas biológicas. Por ejemplo, en el campo de la biología del desarrollo, neurobiología y la evolución, el gusano marino Platynereis dumerilii se ha convertido en un buen modelo biológico para estudiar la aparición y evolución de la visión en los animales. Sin embargo, a pesar de su importancia, la evolución de los anélidos y las relaciones filogenéticas de los grupos especies que forman parte de este filo está pobremente entendida. Es por esta razón que científicos alemanes liderados por el Dr. Torsten H. Struck, han comparado las secuencias de 231 genes, correspondientes a 34 especies diferentes de anélidos, para reconstruir la filogenia de este filo de invertebrados. Los resultados fueron publicados hoy en Nature.

De manera tradicional, los anélidos están conformados por dos grandes grupos: los poliquetos —el más numeroso con aproximadamente 80 familias— y los clitelados, el cual incluye a las lombrices de tierra y sanguijuelas. Sin embargo, con la llegada de las técnicas moleculares durante las últimas décadas se ha incluido a los clitelados dentro del grupo de los poliquetos.

Por otro lado, históricamente los poliquetos han sido clasificados en dos grupos: Sedentaria y Errantia, en base a su morfología y estilo de vida. Tal como su nombre sugiere, los del grupo Sedentaria son sésiles y obtienen su alimento a través de la filtración del agua a través de sus estructuras tipo tentáculos o uniéndose a sedimentos de material orgánico. En cambio, los del grupo Errantia tienen la libertad para nadar, rastrear o escavar para poder cazar a sus presas.

En 1865, el naturalista francés Jean Louis Armand de Quatrefages de Bréau también había dividido a los gusanos de la misma manera. Él observó que algunos anélidos no se movían y permanecían aferrados a un substrato (Ej. las lombrices de tierra), mientras que otros se movían a todas sus anchas (Ej. gusanos marinos). Sin embargo, en los 70’s, este tipo de agrupación se perdió ya que los científicos de ese entonces concluyeron que la similaridad en los estilos de vida se debía a un tipo de evolución convergente. La evolución convergente dice que las especies que viven en ambientes similares, desarrollarán características adaptativas similares, a pesar de ser o no especies relacionadas. De esta manera, a las especies que formaban parte de los grupos Errantia y Sedentaria se las agrupó arbitrariamente en base a determinadas características morfológicas.

Si bien las técnicas basadas en secuencias de ADN han servido de mucho en la reconstrucción de filogenias, se debe considerar que diferentes genes darán árboles filogenéticos diferentes. Por esta razón, se deben usar grandes cantidades de genes y a partir de él obtener árboles filogenéticos consenso, los cuales deben ser reproducibles si se hace una gran cantidad de re-muestreos tomando los datos al azar (bootstrap). Hasta ahora, muchos de los nudos de los árboles filogenéticos obtenidos no presentan un consenso superior al 50% o un bootstrap superior 0.7, los cuales son requisitos fundamentales para considerar un nudo como definitivo.

A fin de superar todos estos inconvenientes y dar una filogenia definitiva para los anélidos, Struck et al. secuenciaron diferentes genes de 17 especies de anélidos y usaron otras secuencias encontradas en las bases de datos genéticas, para construir un árbol filogenético más robusto. En total analizaron 47,953 posiciones de aminoácidos derivados de 231 fragmentos genéticos de 34 especies de anélidos correspondientes a 20 familias de poliquetos tradicionales.

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Gracias a este estudio, Struck y sus colaboradores pudieron por fin separar a los miembros del grupo Errantia y Sedentaria, tal como había sido clasificado desde mediados del s.XIX hasta 1970. Además, muchos de los nudos del árbol, especialmente aquel que divide a estos dos grupos de anélidos, posee valores de consenso y bootstrap sumamente altos (indicado con una flecha en la figura). Esto nos da una idea de la importancia y el potencial de la filogenómica —la reconstrucción filogenética usando grandes cantidades de información genética— en la determinación de la historia evolutiva de un filo.

Por otro lado, ahora podremos estudiar de mejor manera como hemos evolucionado los animales superiores (Bilaterios). Sin embargo, debido a la fragilidad y suavidad del cuerpo de los anélidos, no se pueden obtener buenos fósiles ya que se degradan rápidamente. Este problema evita poder determinar el reloj molecular del filo, por esta razón no se con exactitud cuando divergieron estos dos grupos de anélidos y cuantos años los separa de los bilaterios.


Referencia:

ResearchBlogging.orgStruck, T., Paul, C., Hill, N., Hartmann, S., Hösel, C., Kube, M., Lieb, B., Meyer, A., Tiedemann, R., Purschke, G., & Bleidorn, C. (2011). Phylogenomic analyses unravel annelid evolution Nature, 471 (7336), 95-98 DOI: 10.1038/nature09864

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