¿Dónde tienen la cabeza las estrellas de mar?

Un nuevo estudio que combina técnicas genéticas y moleculares ayudó a resolver un viejo enigma del cuerpo de las estrellas de mar: La respuesta evolutiva es que simplemente prescindieron de casi todo para convertirse en una sola cabeza.

Gerardo Sifuentes

10/11/2023 11:58pm

¿Tienen cabeza las estrellas de mar? ¿Dónde está? Estas criaturas marinas fascinantes presentan una estructura corporal única. Tienen un disco cartilaginoso central, desde el cual se despliegan cinco brazos, que conforman su sistema “ambulacral”: un esqueleto interno formado por placas calcáreas que les brindan apoyo y protección, cuyos brazos están equipados con pequeños pies que les permiten moverse y aferrarse a superficies; en el centro del disco se encuentra la madreporita, que actúa como una entrada de agua para su sistema vascular acuático, el cual les ayuda en la locomoción y la alimentación.

Pero si queremos ubicar la cabeza como tal, la respuesta es más complicada, pues de acuerdo con investigadores de la Universidad de California en Berkeley, no se trata de un lugar específico, sino se encuentra repartida en distintas regiones de su cuerpo, algunas en el centro de la estrella o en el centro de cada uno de sus brazos.

La investigación, publicada el 1 de noviembre en la revista Nature, sugiere que, lejos de carecer de cabeza, a lo largo del tiempo evolutivo las estrellas de mar perdieron las distintas partes de sus cuerpos para convertirse sólo en cabezas.

¿Qué son las estrellas de mar?

Son animales marinos que pertenecen a la familia de los equinodermos. Comienzan su vida como huevos fertilizados que se convierten en larvas que flotan libremente con forma de plancton. Así permanecen durante semanas o meses antes de asentarse en el fondo del océano para realizar su metamorfosis: transformarse de una criatura con cuerpo bilateral (el cuerpo del animal puede dividirse en mitades prácticamente idénticas a lo largo de un solo plano) a un adulto con forma de estrella de cinco puntas, llamado plano corporal pentaradial.

¿Cómo localizan la cabeza?

El problema con las estrellas de mar es que no hay nada anatómicamente en ellas que se pueda relacionar con un vertebrado. El equipo utilizó un grupo de marcadores moleculares bien estudiados (los genes Hox son un ejemplo) que actúan como modelos para el plan corporal de un organismo al «decirle» a cada célula a qué región del cuerpo pertenece.

Si se quita la piel de un animal y se observan los genes implicados en la definición de una cabeza a partir de una cola, los mismos genes codifican estas regiones del cuerpo en todos los grupos de animales. Así que al ignorar la anatomía ¿había un eje molecular escondido debajo de toda esta extraña forma y cuál ha sido su papel para que surja un cuerpo con cinco brazos?

Para ello se utilizaron una variedad de técnicas moleculares y genómicas, entre estas la tomografía de ARN y la llamada hibridación in situ. Estas se usaron para comprender dónde se expresaban los diferentes genes durante el desarrollo y crecimiento de las larvas de estrellas de mar y comprender la forma y estructura del animal con detalle. De esta manera, tomaron muestras de brazos por secciones, determinaron los genes expresados en cada sección y reconstruyeron un mapa 3D de expresión genética.

¿Qué encontraron?

Que por el análisis genético de sus partes, parecería que a la estrella de mar le faltara por completo una parte del cuerpo, el tronco, así que la mejor manera de describirla es que se trata simplemente una cabeza arrastrándose por el fondo marino.

Si bien el equipo detectó firmas genéticas asociadas con el desarrollo de la cabeza en casi todas partes de las estrellas de mar juveniles, en gran medida faltaba la expresión de genes que codifican las secciones del torso y la cola del animal.

En otro hallazgo, las firmas moleculares típicamente asociadas con la porción más frontal de la cabeza de su larva se localizaron en el medio de cada uno de los brazos de la estrella de mar, y estas firmas se volvieron progresivamente más posteriores y se dirigieron hacia los bordes de los brazos. De esta manera la investigación reveló que las estrellas de mar tienen un territorio que “forma” su cabeza en el centro de cada brazo y una región en forma de cola a lo largo del perímetro. Dado que ninguna parte de la estrella de mar expresa un programa de patrón genético para el tronco de un cuerpo, esto sugiere que las estrellas son en realidad una criatura que consta de una sola cabeza con sus partes que le permiten movilidad y autonomía.

El estudio “Evidencia molecular de patrón anteroposterior en equinodermos adultos”, encabezado por el doctor Laurent Formery, del departamento de Biología Molecular y Celular de la Universidad de California en Berkeley, fue publicado el 1 de noviembre en la revista Nature.