Un ampli estudi evolutiu sobre esponges aporta noves dades sobre lʼevolució animal

Les esponges o porífers, de les quals es coneixen al voltant de 8.000 espècies, es consideren el fílum més basal dels metazous. Foto: <i>Aphrocallistes vastus</i>, Jackson Chu
Les esponges o porífers, de les quals es coneixen al voltant de 8.000 espècies, es consideren el fílum més basal dels metazous. Foto: Aphrocallistes vastus, Jackson Chu
Recerca
(07/02/2014)

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 lʼInstitut de Recerca de la Biodiversitat de la UB (IRBio). Lʼarticle també està signat per experts de la Universitat dʼAlberta (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. Foto: <i>Aphrocallistes vastus</i>, Jackson Chu
Les esponges o porífers, de les quals es coneixen al voltant de 8.000 espècies, es consideren el fílum més basal dels metazous. Foto: Aphrocallistes vastus, Jackson Chu
Recerca
07/02/2014

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 lʼInstitut de Recerca de la Biodiversitat de la UB (IRBio). Lʼarticle també està signat per experts de la Universitat dʼAlberta (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 dʼestudi excel·lent sobre lʼevolució en metazous.

 
 
El transcriptoma: estudiar lʼexpressió dels gens
 
El nou treball representa lʼestudi de seqüenciació de gens més ampli que sʼhagi fet fins ara en vuit espècies dʼesponges que cobreixen les quatre classes de porífers reconegudes actualment. En concret, es tracta d'ʼAphrocallistes vastus (classe de les hexactinèl·lides), Chondrilla nucula, Ircinia fasciculata, Petrosia ficiformis, Spongilla lacustrisPseudospongosorites suberitoides (demosponges), Sycon coactum (calcàries) i Corticium candelabrum (homosclerofòrides), que són representatives de diversos hàbitats marins i també dʼaigua dolça.
 
En la recerca, lʼequip ha analitzat el transcriptoma dʼaquestes espècies, és a dir, el conjunt de lʼRNA missatger que reflecteix els perfils dʼexpressió dels gens presents en el genoma. Tal com explica Ana Riesgo, «fins ara, només es coneixia el genoma i el transcriptoma dʼAmphimedon queenslandica i Oscarella carmela». En lʼestudi, afegeix, «sʼhan seqüenciat els genomes de vuit espècies i sʼhan 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 sʼesperava
 
Lʼestudi 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 sʼha 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 dʼun cnidari». Així mateix, la presència del gen DMRT1, també present en cnidaris, confirma, segons lʼexperta, «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 sʼha considerat que les esponges són tan simples que només responen a estímuls amb canvis mínims, lʼestudi 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 dʼecologia química a lʼAntàrtida.
 
 
Gens amb noves funcions al llarg de lʼevolució
 
Gairebé tots els gens que sʼhan trobat en les esponges estudiades tenen una funció més complexa en la resta de metazous. No obstant això, en lʼescala evolutiva el que importa no és tant la presència del gen, sinó la combinació o la regulació dʼaquests 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 sʼadaptin 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 dʼaquesta línia de recerca.
 
Lʼarticle 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 lʼevolució primerenca de la complexitat molecular en els metazous.
 
Article:

Ana Riesgo, Nathan Farrar, Pamela J. Windsor, Gonzalo Giribet y Sally P. Leys. «The analysis of eight transcriptomes from all Porifera classes reveals surprising genetic complexity in sponges». Molecular Biology and Evolution, febrer de 2014. Doi: 10.1093/molbev/msu057