Sobre la evolución hacia la vida multicelular

a vida multicelular surgió en más de una ocasión a lo largo de la evolución, tanto en animales, plantas y hongos, como en las algas marinas rojas y marrones. Sin embargo, en la mayor parte de los casos, esto ocurrió hace tanto tiempo que resulta complicado determinar qué modificaciones genéticas permitieron pasar de la vida unicelular a la multicelular.

Las algas verdes volvocales son una excepción, puesto que V. carteri y C. reinhardtii divergieron de un ancestro común unicelular hace menos de 200 millones de años. V. carteri está compuesto por dos tipos de células. Por un lado, posee alrededor de dos mil células pequeñas embebidas en una matriz extracelular esférica, cada una de las cuales dispone de dos flagelos, que el organismo emplea para desplazarse. Además, debajo de esta capa se disponen dieciséis células grandes reproductivas.

Según los investigadores, el grado de divergencia entre los genomas de ambas algas es comparable al existente entre los del ser humano y el pollo.

«Esperábamos encontrar diferencias entre Volvox y Chlamydomonas en cuanto al tamaño del genoma, el número de genes o el tamaño de las familias génicas», comentó el profesor James Umen, del Instituto Salk, en Estados Unidos. «En la mayor parte de los casos, no hallamos tales diferencias.»

Es más, los dos genomas resultaron ser muy semejantes. Esto sugiere que el Volvox no necesitó desarrollar nuevas proteínas para dar el salto a la vida multicelular, sino que se valió de los recursos génicos de los que disponía.

«Este resultado fue inesperado, ya que se pensaba que la innovación proteica había tenido un papel importante en la evolución hacia la multicelularidad, tanto en las plantas como en los animales», señaló el profesor Umen.

«Si pensamos en las proteínas como si fuesen piezas de Lego, el alga Chlamydomonas tiene de por sí una gran colección. El Volvox no necesitó comprar una nueva, sino que pudo experimentar con la que había heredado de su antepasado.»

No obstante, los análisis revelaron algunas diferencias entre los genomas de ambas especies. Por ejemplo, el Volvox tiene muchos más genes de la matriz extracelular. La matriz extracelular del Volvox está emparentada con la pared celular de Chlamydomonas. Ambas se diferencian en el tamaño y la complejidad, lo que se refleja en el número y la variedad de genes para esta estructura presentes en el Volvox.

Además, el Volvox tiene posee más proteínas relacionadas con la división celular, y, aparentemente, ha adaptado algunos de sus genes para la ejecución de nuevas funciones. Por ejemplo, algunos de los genes de una familia relacionada con la construcción de la matriz extracelular han evolucionado para convertirse en hormonas que desencadenan la diferenciación sexual.

«Las comparaciones entre Volvox y Chlamydomonas que llevamos a cabo indicaron que las innovaciones surgidas a lo largo de la evolución del género Volvox no han implicado grandes cambios en el repertorio ancestral de proteínas», explican los científicos. «Esto concuerda con observaciones anteriores, que indicaban que genes ancestrales pueden ser adaptados para la realización de nuevos procesos durante la evolución.»

De cara al futuro, el equipo planea investigar la regulación génica en Volvox. Con ello, esperan esclarecer algunos de los factores determinantes para la evolución hacia la multicelularidad en estos organismos.