++ Hace 600 millones de años aparece la segmentación en los seres vivos. El ancestro común

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Fuente: Tendencias21

Un ancestro común en el origen de la segmentación

de Tendencias 21 de Yaiza Martínez

La segmentación, fenómeno del desarrollo biológico que consiste en la repetición de segmentos para la formación de los organismos, se produjo por primera vez en la historia de la evolución hace unos 600 millones de años. Un equipo de científicos franceses ha descubierto que este fenómeno procedería, además, de un ancestro común a especies tan dispares como la langosta, la lombriz de tierra o el ser humano. Este descubrimiento ayuda a comprender mejor un proceso que ha propiciado la diversidad de la vida terrestre, por sus enormes ventajas evolutivas. Por Yaiza Martínez.

El concepto de segmentación hace referencia a la repetición de segmentos o unidades anatómicas idénticas en los cuerpos de animales y vegetales.

Este fenómeno, que permite un alto grado de especialización de las regiones corporales, engloba dentro de un concepto más general conocido como modularidad (estudio del sistema a partir de sus partes y la interacción entre éstas).

Por otro lado, el proceso de la segmentación formaría parte de un proceso más general conocido como “morfogénesis” (formación de los tejidos, de los órganos y de los organismos completos).

Los científicos creen que en la segmentación podría estar el origen de la diversidad y de la longevidad de los grupos animales más extendidos del mundo. ¿Pero cómo y cuándo surge este fenómeno?

Hace 600 millones de años

Recientemente, un equipo de investigadores franceses del Centro de Genética Molecular del CNRS y de laUniversidad Paris Diderot ha demostrado que esta característica de la biología procede de un ancestro común, él mismo segmentado, que habría vivido hace unos 600 millones de años, y cuya aparición habría cambiado la faz de la Tierra.

Según publica el CNRS en un comunicado, este ancestro común explicaría que, entre especies animales muy distintas (como el ciempiés, la lombriz de tierra o el ser humano) se dé una extraña coincidencia: en todos ellos se produce la repetición periódica de unidades anatómicas idénticas a lo largo del eje que va de la parte de delante a la de atrás de sus organismos.

De hecho, la segmentación es compartida por tres grandes grupos de animales terrestres, aunque no sea siempre visible desde el exterior de éstos, bien porque los segmentos que se repiten permanecen debajo de un caparazón o concha, bien porque dichos segmentos en parte han acabado fusionándose.

En primer lugar, los artrópodos presentan esta característica: insectos, arañas, escorpiones y crustáceos, entre muchos otros, dado que este grupo es actualmente el más importante del planeta, ya que contiene el mayor número de especies y de individuos (un 40% de la biomasa animal terrestre).

En segundo lugar, la segmentación también se da en los anfibios, entre los que se cuentan los saltamontes, los grillos y las langostas; y en los anélidos. Y también la encontramos en los vertebrados, que conforman un grupo muy diverso de especies que ha conocido un gran éxito evolutivo, y que reúne a la inmensa mayoría de los animales con los que estamos familiarizados.

En el caso del ser humano, la segmentación puede apreciarse en las vértebras, los músculos y los nervios. En todos los casos, y aunque no se vean, los segmentos repetitivos se reparten completamente a lo largo del eje bilateral, por el tronco, sobre el abdomen o por el tórax.

La propician genes similares

Los investigadores franceses se preguntaban si este rasgo común que comparten especies animales tan distintas procedía de un ancestro común, que habría vivido antes de la llamada “explosión cámbrica”, época terrestre en que se produjo la aparición repentina de organismos macroscópicos multicelulares complejos, datada a inicios del periodo Cámbrico (hace entre 542 y 530 millones de años).

Por otro lado, los investigadores se preguntaban si la segmentación habría aparecido varias veces a lo largo de la historia de la evolución o sólo una vez.

Lo que reveló la investigación realizada fue que los genes que dirigen la formación de los segmentos durante el desarrollo del embrión son prácticamente los mismos en el caso de la drosofila o mosca de la fruta (un artrópodo) que en el de una especie de anélido marino en el que estaban investigando los científicos.

A partir de estas similitudes, los científicos concluyeron que estos genes procederían de un ancestro común, que ya presentaba la segmentación. Por tanto, este fenómeno se habría producido una sola vez a lo largo de la historia de la evolución.

A partir de dicho ancestro, la segmentación habría dado origen a una gran diversidad de grupos de animales cuyos organismos se desarrollan repitiendo segmentos.

Dado que los vertebrados presentan la misma característica segmentaria de desarrollo, cabe la posibilidad de que este grupo se hubiera originado a partir del mismo ancestro, explican los científicos, algo que tratarán de confirmar en futuras investigaciones.

Ventajas evolutivas

La segmentación es un proceso altamente ventajoso desde el punto de vista evolutivo porque, en el curso de millones de años de evolución y en medio de las nuevas presiones que sobre los individuos va ejerciendo el entorno, resulta mucho más fácil que cualquier segmento de los animales se especialice para responder a las necesidades que se presentan, que tener que desarrollar para cada necesidad un órgano entero.

El éxito de la segmentación queda patente en la biodiversidad actual, desarrollada en gran medida gracias a este fenómeno que ha garantizado la diversidad y la longevidad de los individuos de cada especie.

Por eso, según el CNRS, si algún día el ser humano pudiera jugar a ser Dios y crear animales artificiales, tendría que tener en cuenta este proceso de desarrollo y tratar de aplicarlo, por ejemplo, a la creación de robots biomiméticos.

Los resultados del estudio de los investigadores franceses han aparecido publicados recientemente en la revistaScience.

Fuente: Noticias de la ciencia

Biología
La Segmentación, Factor Clave en el Exito Evolutivo
20 de Agosto de 2010.

La segmentación, es decir la repetición de unidades anatómicas idénticas, parece ser el secreto subyacente en la diversidad y longevidad de los grupos más grandes y comunes de animales de la Tierra. 

Un equipo de investigadores del CNRS y la Universidad de París Diderot (Universidad de París 7 - Denis Diderot) ha demostrado que esta característica fue heredada de un ancestro segmentado común que se cree vivió hace 600 millones de años, y cuya presencia revolucionó a una parte importante de la vida animal.

¿Qué tienen en común los ciempiés, las lombrices de tierra y los humanos? Todos tienen unidades anatómicamente idénticas que se repiten a lo largo del eje longitudinal de sus cuerpos. Esta característica, a la que los investigadores llaman segmentación, es compartida por tres grandes grupos animales. La segmentación puede no parecer obvia, ya que los segmentos repetidos podrían estar ocultos por una concha o parcialmente fusionados; sin embargo están presentes, distribuidos a lo largo del eje bilateral en el tronco, abdomen o tórax.

El primero de los grupos es el de los artrópodos, que incluye a los ciempiés pero también a los insectos, las arañas, los escorpiones y los crustáceos, y que representan, con gran diferencia, el mayor grupo de animales del planeta. Ostentando el mayor número de especies e individuos, representan cerca del 40 por ciento de toda la biomasa animal.

Les siguen los vertebrados, otro grupo de alta diversidad. Incluyen a los animales más conocidos, entre ellos los humanos, y representan un éxito evolutivo. En este grupo, la segmentación se encuentra en las vértebras de la columna vertebral o espina dorsal y, a una más fina escala anatómica, en los músculos y nervios que se extienden desde la médula espinal.

El tercer grupo es el de los gusanos anélidos, cuyo cuerpo está formado casi enteramente por segmentos idénticos, como es el caso de las lombrices de tierra. Son muy numerosos en términos de especies.

Estos tres grupos no están estrechamente relacionados el uno con el otro. Entonces, ¿cuál es el origen de su segmentación? ¿Es posible que todos ellos heredasen esta característica de un muy distante ancestro común que vivió hace 600 millones de años, antes de la explosión cámbrica de vida que produjo la mayoría de los grandes grupos animales que existen hoy? ¿O ha surgido la segmentación en ocasiones distintas durante la historia de la evolución?

Los autores del nuevo estudio han encontrado que los genes que controlan la formación de segmentos durante el desarrollo embrionario son casi los mismos en la mosca Drosófila (un artrópodo) y en los gusanos marinos anélidos, las dos clases de animales en las que los científicos concentraron sus análisis. Estas similitudes les han llevado a la conclusión de que los genes han sido heredados de un ancestro común, que fue segmentado. Parece que los vertebrados también heredaron esta característica de un ancestro que comparten con los artrópodos y los anélidos.

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