Resumen: Un estudio revela un rasgo extraño en los gusanos del cabello, un tipo de gusano parásito conocido por manipular el comportamiento de su huésped. La investigación encontró que los gusanos carecen de alrededor del 30% de los genes esperados que son los principales responsables del desarrollo de las pestañas.
Los cilios, estructuras parecidas a pelos, están presentes en las células de todas las especies animales conocidas. Esta información genética faltante se suma a la extrañeza de los gusanos y plantea nuevas preguntas sobre su evolución.
Principales aspectos:
- Hairworms son gusanos parásitos a los que les falta alrededor del 30% de los genes esperados, específicamente los responsables del desarrollo de las pestañas.
- La investigación fue dirigida por Tauana Cunha del Field Museum de Chicago, en colaboración con la Universidad de Harvard y la Universidad de Copenhague.
- Se descubrió que tanto las especies de orugas de agua dulce como las marinas carecían de estos genes, lo que indica un cambio evolutivo que ocurrió en su ancestro común.
Fuente: museo de campo
En un mundo lleno de animales extraños, los gusanos de pelo son algunos de los más extraños: gusanos parásitos que manipulan el comportamiento de su anfitrión en lo que a veces se llama «control mental».
Un nuevo estudio en la revista. biología actual revela otro rasgo extraño compartido por diferentes especies de orugas: falta alrededor del 30% de los genes que los investigadores esperaban que tuvieran.
Además, los genes que faltan son responsables del desarrollo de los cilios, las estructuras similares a pelos presentes en al menos algunas de las células de todos los demás animales conocidos.
Los gusanos pilosos se encuentran en todo el mundo y parecen hilos delgados de espagueti, de unas pocas pulgadas de largo. Sus cuerpos simples insinúan su estilo de vida parasitario: no tienen sistemas excretores, respiratorios o circulatorios y pasan la mayor parte de sus vidas dentro de los cuerpos de otros animales.
«Una de las cosas más geniales, quizás la más conocida sobre ellos, es que pueden afectar el comportamiento de sus anfitriones y hacer que hagan cosas que de otro modo no harían», dice Tauana Cunha, investigadora postdoctoral en el Field Museum de Chicago y autora principal del estudio realizado en colaboración con la Universidad de Harvard y la Universidad de Copenhague.
Hay unos pocos cientos de especies de gusanos de agua dulce. Sus huevos eclosionan en el agua y las larvas del gusano piloso son devoradas por diminutos depredadores acuáticos, como las larvas de efímeras, que a su vez son devoradas por depredadores terrestres más grandes, como los grillos.
Después de crecer hasta la edad adulta dentro de los cuerpos de sus nuevos anfitriones, los gusanos manipulan el comportamiento de los anfitriones haciéndolos saltar al agua. Allí, los gusanos salen nadando de las nalgas de sus anfitriones y buscan pareja, atándose entre sí para comenzar el ciclo nuevamente.
(También hay cinco especies de gusanos que viven en ambientes marinos y parasitan criaturas acuáticas como las langostas, pero no está claro si estos también tienen capacidades de manipulación del huésped; no hay presión para que los gusanos regresen al agua una vez que los anfitriones ya viven allí).
Por extraño que sea el comportamiento de los lagartos, el interés de investigación de Cunha en los animales tiene más que ver con su ADN. “Nos propusimos secuenciar sus genomas, porque nunca antes se había secuenciado nada como ellos a este nivel”, dice sobre el estudio realizado con sus coautores Bruno de Medeiros, Arianna Lord, Martin Sørensen y Gonzalo Giribet.
«El objetivo era producir estos genomas y eventualmente usarlos para comprender las relaciones evolutivas entre los gusanos y otros tipos de animales».
Ella y sus colegas recolectaron muestras de ADN de dos especies de orugas, una de agua dulce y otra de agua salada, y las secuenciaron. Pero cuando compararon los códigos genéticos de los gusanos con los de otros animales, descubrieron algo sorprendente.
«Lo que encontramos, que fue muy sorprendente, fue que a los dos genomas del gusano del pelo les faltaba alrededor del 30% de un conjunto de genes que se esperaba que estuvieran presentes básicamente en todos los grupos de animales», dice Cunha.
Resultados como este a menudo hacen que los científicos se pregunten si cometieron un error. Pero había una conexión entre los genes que faltaban en las dos especies de gusanos.
“La gran mayoría de los genes faltantes eran exactamente los mismos entre las dos especies. Esto era inverosímil por casualidad”, dice Cunha.
Al observar de qué funciones son responsables estos genes faltantes en otros grupos de animales, Cunha y sus colegas demostraron que dan las instrucciones para hacer cilios.
“Los cilios son orgánulos, pequeñas estructuras a nivel celular, que están presentes básicamente en todos los animales y aún más ampliamente en protistas y algunas plantas y hongos. Por lo tanto, están presentes en una gran diversidad de vida en la Tierra”, dice Cunha.
Están presentes en muchas de las células del cuerpo humano: por ejemplo, las colas de los espermatozoides son cilios, y las células de la retina de nuestros ojos también tienen cilios.
Anteriormente, los científicos descubrieron que los gusanos pilosos parecían carecer de cilios donde normalmente se encontrarían. El esperma del gusano del pelo, por ejemplo, no tiene cola. Pero aunque nadie había visto nunca una célula ciliada de un gusano, esto no se consideró prueba definitiva de que no las tuvieran. Es difícil probar algo con evidencia negativa.
“Sin genomas, esto requeriría observar todas las células en todas las etapas de la vida en todas las especies”, dice Bruno de Medeiros, curador de insectos polinizadores en el Field Museum y coautor del artículo.
“Según observaciones anteriores, no parecía que las orugas tuvieran cilios, pero no lo sabíamos con certeza”, dice Cunha.
«Ahora, con los genomas, hemos visto que en realidad carecen de los genes que producen cilios en otros animales; en primer lugar, no tienen la maquinaria para producir cilios».
Además, el hecho de que tanto las especies de orugas de agua dulce como las marinas hayan perdido sus genes de cilios indica que este cambio evolutivo ocurrió en el pasado distante del ancestro común de las dos especies.
“Es probable que la derrota sucediera al principio de la evolución del grupo, y han seguido así”, dice Cunha.
El descubrimiento abre la puerta a varias preguntas nuevas. No está claro cómo la falta de cilios afectó a los gusanos, o si el comportamiento parasitario de los gusanos podría estar relacionado con la falta de cilios.
“Hay muchos otros organismos parásitos que no carecen de estos genes específicos, por lo que no podemos decir que carecen de los genes debido a su estilo de vida parasitario”, dice Cunha.
“Pero los organismos parásitos en general no suelen tener muchos genes. La hipótesis es que debido a que los parásitos no usan ciertas estructuras y, en cambio, dependen de sus anfitriones, terminan perdiendo esas estructuras”.
Los gusanos del pelo no son los únicos parásitos capaces de «controlar la mente», es un comportamiento que surgió en los protozoos, como el organismo responsable de la toxoplasmosis, que reduce el miedo de los roedores a los gatos, y en el hongo Ophiocordycepshecho famoso por el videojuego y el programa de televisión El último de nosotrosque manipula a las hormigas para esparcir las esporas del hongo.
Aunque estos organismos solo tienen una relación lejana con los gusanos, Cunha dice que el nuevo estudio podría ayudar a los científicos a encontrar puntos en común sobre cómo funciona este comportamiento.
“Al hacer este análisis comparativo entre organismos en el futuro, podremos buscar similitudes. O tal vez estos organismos desarrollaron comportamientos similares en formas completamente diferentes entre sí”, dice Cunha.
Sobre esta noticia de investigación genética
Autor: kate golembiewski
Fuente: museo de campo
Contacto: Kate Golembiewski – Museo del Campo
Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.
Búsqueda original: Acceso cerrado.
“Pérdida desenfrenada de genes de metazoos universales revelada por un ensamblaje del genoma a nivel cromosómico del parásito Nematomorpha” por Tauana Cunha et al. biología actual
Abstracto
Pérdida desenfrenada de genes de metazoos universales revelada por un ensamblaje del genoma a nivel cromosómico del parásito Nematomorpha
Reflejos
- Primeros genomas para el filo Nematomorpha
- Los genomas de nematomorfos carecen de aproximadamente el 30% de los genes universales de metazoos (BUSCO)
- Los genes ampliamente conservados relacionados con la formación de cilios se perdieron en el filo
- Los cromosomas están ampliamente reorganizados en comparación con la condición ancestral en los animales.
Resumen
Los parásitos pueden manipular el comportamiento del huésped para aumentar las posibilidades de transmisión o para llegar al entorno adecuado para completar su ciclo de vida.
Los miembros del filo Nematomorpha (conocidos como gusanos crin de caballo, gusanos pilosos o gusanos gordianos) son grandes endoparásitos que afectan el comportamiento de sus anfitriones artrópodos. En los huéspedes terrestres, provocan movimientos erráticos hacia los cuerpos de agua, donde el gusano adulto emerge del huésped para encontrar pareja para reproducirse.
Presentamos un ensamblaje del genoma a nivel cromosómico para agua dulce Acutogordius australiensis y un boceto de montaje de una de las pocas especies marinas conocidas, Nectonema Munidae.
Los ensamblajes abarcan 201 Mbp y 213 Mbp de longitud (N50: 38 Mbp y 716 Kbp), respectivamente, y revelan cuatro cromosomas en Acutogordiusque se reorganizan en gran medida en comparación con la condición ancestral inferida en los animales.
Ambos genomas de nematomorfos tienen un número relativamente bajo de genes (11.114 y 8.717, respectivamente) y carecen de una alta proporción (∼30%) de ortólogos de metazoos universales de copia única (genes BUSCO).
Demostramos que los genes que faltan no son un artefacto del proceso de ensamblaje, ya que la mayoría de los ortólogos que faltan son compartidos por los dos ensamblajes independientes. Los BUSCO que faltan están enriquecidos con términos de ontología génica (GO) asociados con la organización de los cilios y las proyecciones celulares en otros animales.
Mostramos que la mayoría de los genes relacionados con el cilio conservados en eucariotas se perdieron en Nematomorpha, proporcionando una base molecular para la sospecha de ausencia de estructuras ciliares en estos animales.