Las medusas peine pueden fusionarse en una sola para sobrevivir tras herirse

Hay casos en que los hallazgos m¨¢s sorprendentes de una investigaci¨®n cient¨ªfica llegan por casualidad. El ¨²ltimo descubrimiento de Kei Jokura fue uno de ellos.

Jokura es biocient¨ªfico y trabaja en la Universidad de Exeter (Reino Unido) y en los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Okazaki (Jap¨®n). Cada ma?ana, durante meses, el investigador bajaba al puerto del Laboratorio Biol¨®gico Marino de la Universidad de Chicago para ir al encuentro del animal que, filogen¨¦ticamente, es el m¨¢s distante al ser humano: la medusa peine. All¨ª recolectaba varios ejemplares y los llevaba de vuelta al laboratorio para estudiarlos. Un d¨ªa, durante la colecta, un par de ellas se hirieron y el cient¨ªfico las coloc¨® juntas en un tanque para que se recuperaran. A la ma?ana siguiente, cuando regres¨®, not¨® que ambos individuos se hab¨ªan fusionado para convertirse en uno solo.

Esta casualidad deriv¨® en una investigaci¨®n que la revista Current Biology public¨® este lunes, y es la primera evidencia de c¨®mo una especie de cten¨®foro, la Mnemiopsis leidyi, es capaz de fusionarse tras una lesi¨®n para tener m¨¢s posibilidades de sobrevivir. Los animales sincronizaron sus sistemas nerviosos, coordinaron sus contracciones musculares y acoplaron sus tractos digestivos para compartir el alimento. Jokura resume el hallazgo: ¡°Descubrimos que pr¨¢cticamente no tienen un sistema de alorreconocimiento y que sus nervios se fusionan f¨¢cilmente para formar una conexi¨®n el¨¦ctrica funcional¡±.

El alorreconocimiento, explica el investigador, es la capacidad de un individuo de distinguir entre sus propios tejidos y los de los dem¨¢s. Este fen¨®meno es com¨²n en los animales y act¨²a como un mecanismo de defensa. Es posible, agrega, que esta especie de cten¨®foro carezca de los genes necesarios para distinguir entre individuos de la misma especie. ¡°Aunque no est¨¢ claro c¨®mo evolucion¨®, el alorreconocimiento pudo haber desempe?ado un papel en la reproducci¨®n o en la prevenci¨®n del canibalismo¡±, sugiere. Quiz¨¢, las medusas peine nunca tuvieron integrado este sistema, o quiz¨¢ lo perdieron a lo largo de sus 600 millones de a?os de historia evolutiva para lograr sobrevivir. La falta de alorreconocimiento, detalla el estudio, puede proporcionar pistas sobre c¨®mo evolucion¨® esta capacidad ¡ªy otras, como la del sistema inmunol¨®gico y las redes neuronales¡ª en animales m¨¢s avanzados.

¡°Es muy sorprendente¡±, exclama al tel¨¦fono Arnau Seb¨¦ Pedr¨®s, bi¨®logo y doctor en Gen¨¦tica que trabaja en el Centro de Regulaci¨®n Gen¨®mica, en Barcelona. ¡°El alorreconocimiento es uno de los mecanismos biol¨®gicos m¨¢s ancestrales del mundo. Este estudio pone en cuesti¨®n el concepto de individuo entre los animales¡±, agrega.

Para pasar de la casualidad al m¨¦todo cient¨ªfico, el equipo de Jokura dise?¨® un experimento: extrajeron partes de los l¨®bulos de varios cten¨®foros y los colocaron juntos en parejas. En nueve de cada diez casos, los individuos heridos se convirtieron en uno solo a las pocas horas de estar en contacto y sobrevivieron durante, al menos, tres semanas. Cuando los investigadores pincharon a los animales, el cuerpo fusionado reaccion¨® con un sobresalto. En este tipo de organismos, los movimientos musculares est¨¢n controlados por un sistema nervioso at¨ªpico, compuesto por redes de neuronas sincitiales, es decir, sin sinapsis tradicional. A¨²n no se ha podido determinar c¨®mo estas estructuras neuronales pueden organizar redes complejas capaces de integrarse entre ellas en momentos de necesidad, como despu¨¦s de una lesi¨®n.

Lo que s¨ª se pudo calibrar fue que, al principio de la fusi¨®n, ambos organismos ten¨ªan movimientos independientes. Dos horas despu¨¦s, el 95% de las contracciones musculares estaban ya sincronizadas, lo que dio a entender a los investigadores que las redes neuronales de ambos individuos se hab¨ªan integrado para coordinar sus movimientos.

¡°Estamos debatiendo si estos animales inventaron el sistema nervioso¡±, apunta Seb¨¦ Pedr¨®s. El bi¨®logo espa?ol se pregunta d¨®nde est¨¢n los l¨ªmites gen¨¦ticos en esta capacidad de integraci¨®n entre dos individuos independientes, cuya respuesta podr¨ªa llegar en futuras investigaciones. ¡°Es probable que los individuos que se fusionaron en este an¨¢lisis sean gen¨¦ticamente muy cercanos, como decir hermanos. Ser¨ªa interesante probar la fusi¨®n con poblaciones de medusas peine de diferentes partes del mundo¡±, se?ala. Tal vez, el alorreconocimiento de la Mnemiopsis leidyi exista, pero tenga cierta permisividad cuando se trata de individuos gen¨¦ticamente cercanos y permita esa cooperaci¨®n interindividual.

Alimento compartido

El tracto digestivo de los cten¨®foros fue otro punto clave de la investigaci¨®n y los resultados tambi¨¦n sorprendieron a los cient¨ªficos. Al observarlo de cerca, los autores encontraron que este sistema se hab¨ªa integrado entre los dos individuos fusionados. Es decir, que compartieron el alimento que recibieron. Utilizando artemia (un peque?¨ªsimo crust¨¢ceo del que se alimentan) marcada con fluorescencia, se pudo hacer el seguimiento de la comida y observar que se abri¨® paso a trav¨¦s de los canales fusionados. Este proceso sugiere que los sistemas digestivos est¨¢n funcionalmente conectados. Pero no todo es tan lineal y simple. La excreci¨®n no fue sincr¨®nica, y las heces del organismo salieron por anos separados y en diferentes momentos, lo que indica que algunos aspectos de su control digestivo permanecen independientes, aunque est¨¦n unidos f¨ªsicamente.

La utilidad de este estudio, adem¨¢s de reportar un comportamiento bastante in¨¦dito en el mundo animal, podr¨ªa tener implicaciones en el an¨¢lisis de la regeneraci¨®n y los sistemas inmunol¨®gicos. ¡°Estoy muy interesado en c¨®mo los sistemas nerviosos fusionados se acoplan el¨¦ctricamente. Identificar los genes que facilitan esta fusi¨®n neuronal podr¨ªa llevar a avances importantes en la regeneraci¨®n de las neuronas y tener aplicaciones m¨¦dicas¡±, dice Jokura. Adem¨¢s, esta capacidad de fusi¨®n r¨¢pida, que permite compartir funciones fisiol¨®gicas sin activar mecanismos de rechazo inmunol¨®gico, podr¨ªa arrojar luz sobre los procesos regenerativos en otros animales, incluido el ser humano.

El cient¨ªfico conf¨ªa en que profundizar sobre estos hallazgos tambi¨¦n podr¨ªa ser ¨²til en investigaciones sobre trasplantes y tratamientos regenerativos, donde la integraci¨®n de tejidos y nervios es crucial para la supervivencia del paciente. Por su parte, Seb¨¦ Pedr¨®s dice que ¡°estos son bichos que la ciencia conoce hace m¨¢s de un siglo y siguen dando sorpresas a?o tras a?o¡±. Realizar estudios moleculares, gen¨¦ticos y celulares en ellos ¡°podr¨ªa cambiar paradigmas globales de ciertos principios fundamentales de la biolog¨ªa¡±.