23 diciembre, 2011

Estudio demuestra que fósiles de Doushantuo no son embriones ni bacterias

Se trataría de Holozoos, organismos eucariotas que se desarrollaron después del último ancestro común entre animales y hongos.

doushantuo

Todo empezó en 1998, cuando dos investigadores de la Universidad de Harvard y uno de la Universidad de Pekín anunciaron el descubrimiento de unos fósiles bien preservados, de unos 570 millones de años de antigüedad, en la Formación de Doushantuo. Todo indicaba que estos fósiles, que se formaron en pleno Período Ediacárico, parecían ser los embriones de los primeros animales que poblaron la Tierra.

Aunque originalmente fueron descritos como colonias de algas, las imágenes de microscopía electrónica mostraban un patrón de desarrollo caracterizado por una división celular continua sin aumento de tamaño (palintomía), el cual puede ser observado claramente en los primeros estadíos del desarrollo embrionario de los animales modernos. Cuando el espermatozoide fecunda el óvulo, el cigoto se divide en dos células, luego en cuatro, después en ocho, y así sucesivamente, sin embargo el tamaño total del embrión (en este caso la blástula) sigue siendo el mismo.

Esta hipótesis se vino abajo en el 2006, cuando Hagadorn et al. usaron la microscopía tomográfica de rayos X de sincrotrón (srXTM) —una técnica no destructiva que escanea las estructuras internas de fósiles o restos arqueológicos, en tres dimensiones y con una resolución micrométrica— para analizar los fósiles de Doushantuo. Gracias a ella pudieron identificar que las células tenían núcleo, confirmando así su origen eucariota; pero no tenían una capa externa de células diferenciadas (epitelio) que aparece durante el desarrollo embrionario. Aún así, no se podía descartar la idea que fuera algún tipo de forma desarrollo embrionario primitivo.

En el 2007 la hipótesis sufrió otro golpe bajo cuando Bailey et al. encontraron un fósil de una bacteria del azufre (Thiomargarita sp.) de 600 millones de años de antigüedad que mostraba un patrón estructural similar en forma y tamaño a los fósiles encontrados en Doushantuo. Sin embargo, unos meses después, nuevas observaciones hechas por Yin et al. mostraban que los fósiles de Donshuantuo estaban envueltos por una pared tipo cística, como si fuera un embrión en un estado de diapausa. La hipótesis volvía a la vida.

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Ahora, un grupo de investigadores liderados por la Dra. Therese Huldtgren y el paleontólogo Stefan Bengtson del Museo de Historia Natural de Suecia demostraron que estos fósiles presentaban características incompatibles con los embriones animales y que su patrón de desarrollo era similar al observado en los Holozoos —grupo evolutivo hermano de los hongos que dio origen a los animales, los coanoflagelados y los mesomicetozoeos— donde la función de la palintomía es la formación de esporas (propágulos) que serán liberados para germinar y formarán nuevos individuos, según reportaron el 23 de Diciembre en Science.

Huldtgren et al. también usaron la srXTM para obtener imágenes de gran resolución de los fósiles de Doushantuo. En ellos volvieron a observar la presencia de un núcleo por cada célula y en algunos casos mostraban una morfología alargada o de mancuerna, lo que indicaría que la célula estaba en pleno proceso de división. Todos estos datos apuntaban a lo mismo: se trataba de células eucariotas.

Los investigadores no pudieron observar una diferenciación de las células ni la formación de capas germinales en ninguno de los fósiles, características típicas de un desarrollo embrionario. Sin embargo, en algunos casos, se observó que los agregados celulares adquirían una forma similar al de un maní (alargadas con una leve constricción en el centro).

Esto indicaría que estas células cumplían con un ciclo de vida: la célula madre empezaba crecer y adquirir una cubierta externa para formar una estructura cística, luego empezaba a dividirse de forma constante sin aumentar de tamaño (palintomía) formando una estructura similar a una blástula pero sin diferenciación de tejidos ni presencia de capas germinales, finalmente la envoltura cística adquiría una forma de maní y liberaba todas las células que contenía como si fueran esporas (propágulos) y el ciclo se volvía a repetir.

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Entonces, si no es un embrión de un animal primitivo y tampoco es una bacteria, ¿qué rayos es?. Las características que presenta el fósil es típico de un Holozoo, un grupo de organismos que se originó a partir del último ancestro común entre hongos y animales pero antes de la aparición del ancestro común de todos los animales que conocemos en la actualidad. Por su ciclo de vida, pudo haber sido muy parecido a los ictiospóreos (mesomicetozoeo), un parásito estricto de los peces, aunque este carece de los ornamentos que aparecen en la envoltura cística de los fósiles de Doushantuo.

Éstos resultados ahondan más el misterio de la aparición de los animales durante el período Ediacárico, sobre todo porque al no ser fósiles de embriones los encontrados en Doushantuo, quiere decir que los animales aparecieron mucho después y que su radiación y diversificación fue más rápida de lo imaginada.


Referencia:

ResearchBlogging.orgHuldtgren, T., Cunningham, J., Yin, C., Stampanoni, M., Marone, F., Donoghue, P., & Bengtson, S. (2011). Fossilized Nuclei and Germination Structures Identify Ediacaran "Animal Embryos" as Encysting Protists Science, 334 (6063), 1696-1699 DOI: 10.1126/science.1209537

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