¿Los primeros animales fueron depredadores o filtradores como las esponjas que viven hoy en el océano? ¿Qué papel juega la simbiosis con algas, como los corales formadores de arrecifes? Un equipo de investigación dirigido por el profesor Thomas W. Holstein de la Universidad de Heidelberg estudió el desarrollo de las anémonas de mar. Sus sorprendentes hallazgos mostraron que un estilo de vida depredador dio forma a la evolución de las anémonas de mar y tuvo un impacto importante en el origen de sus sistemas nerviosos.


La imagen muestra la etapa larvaria planar temprana de la anémona de mar Aiptasia (núcleos cian y células urticantes verdes) que se alimentan de las larvas de crustáceos (verdes) del copépodo Tisbesp. Crédito de la imagen: Ira Mägele y Ulrike Engel.

Los investigadores pudieron demostrar que las etapas de vida jóvenes (larvas) de la pequeña anémona de mar Aiptasia cazan activamente presas vivas sin depender de las algas. Para capturar a sus presas, las larvas de anémona de mar utilizan células urticantes especializadas y una red simple de neuronas.

La formación gástrica juega un papel clave durante el desarrollo embrionario temprano de organismos multicelulares. "El tubo gástrico más simple se desarrolla a partir de una bola hueca de células, el blastocisto, que forma una etapa larvaria con intestino y boca; imaginemos empujar una bola hacia adentro desde un lado. Todos los animales pasan por esta etapa de órgano gástrico, y esta etapa probablemente también estuvo presente al comienzo de la evolución animal", explica el profesor Holstein, biólogo evolutivo y del desarrollo en el Centro Ruperto-Carola de Investigaciones Biológicas (COS).

La imagen muestra las larvas de la pequeña anémona de mar Aiptasia (núcleo cian) y las larvas de crustáceo ingeridas (verde) del copépodo Tisbesp. Crédito de la imagen: Ira Mägele y Ulrike Engel.

Ira Mägele (miembro de su grupo de investigación) logró demostrar que, ya en la fase gástrica tardía, las larvas de anémona de mar son capaces de capturar presas de tamaño adecuado con células urticantes, tragarlas con la boca y digerirlas en su intestino primitivo.

La anémona de mar Aiptasia es un sistema modelo para estudiar la endosimbiosis en corales y otros cnidarios.

"Los corales viven en aguas pobres en nutrientes y las larvas o pólipos jóvenes absorben células de Symbiodinium", dice Thomas-Holstein. "Sin embargo, este proceso, que es importante para los adultos, no conduce al crecimiento y asentamiento de las larvas, lo que sugiere que la nutrición es un paso crítico hacia el final del ciclo de vida".

Los estudios de laboratorio sobre las condiciones nutricionales han demostrado que el alimento para las larvas jóvenes de arenque debe ser lo suficientemente pequeño y estar vivo. Las larvas de crustáceos de los copépodos Tisbe son de 50 a 80 micrones más pequeñas y de tamaño similar a las larvas de Aiptasia, lo que las convierte en un alimento ideal.

Las larvas continúan creciendo rápidamente antes de asentarse en el sustrato y metamorfosearse en pólipos primarios. "De esta manera, por primera vez hemos cultivado pólipos de coral maduros y sus crías", explica Ira Mägele.

"Al cerrar el ciclo de vida de Aiptasia, finalmente será posible realizar los experimentos genéticos moleculares necesarios para los estudios funcionales de este importante organismo modelo endosimbiótico", destaca la Dra. Elisabeth Hampton, investigadora participante de la Universidad de Viena (Austria).

La profesora Dra. Annika Guse de la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich también es una de las coautoras de este estudio. Ella cree que este método experimental es un gran avance en la investigación de este sistema modelo.

Como subraya el profesor Holstein, los datos obtenidos dibujan un nuevo panorama en el que un estilo de vida depredador es la característica principal del aparato gástrico de los cnidarios. El teórico evolucionista Ernst Haeckel (1834-1919) propuso por primera vez la "hipótesis del órgano gástrico".

"Pero el hipotético órgano gástrico de Haeckel era una forma de vida que filtraba partículas, como una esponja. Por el contrario, los tubos gástricos depredadores de Aiptasia y otros cnidarios tienen células urticantes especializadas para atrapar a sus presas".

El biólogo de Heidelberg añade que un estilo de vida depredador similar al de los gusanos estomacales, con orgánulos exógenos que excretan toxinas y que también se encuentra en organismos unicelulares y gusanos simples, puede haber sido un factor clave en la evolución temprana de los organismos multicelulares y en el desarrollo de sistemas nerviosos complejos y organizados.