La maquinaria natatoria del esperma tiene orígenes antiguos
Christoph Burgstedt/Alamy
El origen evolutivo del espermatozoide se remonta a un ancestro unicelular de todos los animales vivos.
Casi todos los animales se reproducen teniendo una etapa unicelular de su ciclo de vida, que involucra dos tipos de células sexuales o gametos. Los óvulos son células más grandes que contienen material genético y los recursos para el desarrollo temprano, mientras que los espermatozoides transportan material genético fuera de un cuerpo, localizan un óvulo y se fusionan con él para crear un cigoto fertilizado.
“El esperma lleva la maquinaria que permite que la vida pase de una generación a la siguiente”, dice Arthur Matte de la Universidad de Cambridge. “Conserva rastros de más de 700 millones de años de evolución y probablemente esté relacionado con el origen de los propios animales. Queríamos rastrear esa larga historia evolutiva para comprender de dónde vino el esperma”.
Matte y sus colegas utilizaron conjuntos de datos de ciencia abierta que contienen información sobre las proteínas que forman el esperma en 32 especies animales, incluidos los humanos. Luego combinaron esos datos con los genomas de 62 organismos, incluidos algunos grupos unicelulares relacionados con animales, lo que les permitió rastrear la diversificación de los espermatozoides entre linajes animales.
Descubrieron que un “conjunto de herramientas para el esperma” que constaba de alrededor de 300 familias de genes constituía el genoma central del último espermatozoide común universal.
“Pudimos ver que gran parte de la maquinaria del esperma tenía innovaciones importantes incluso antes de que existieran los animales multicelulares, mucho antes de que los propios espermatozoides”, dice Matte.
Esto sugiere que la maquinaria del espermatozoide, “un flagelo que empuja alrededor de una sola célula”, ya había evolucionado antes de que surgiera la vida animal multicelular, afirma.
Implica que nuestros ancestros lejanos alguna vez fueron células individuales que nadaban en el océano y que el conjunto de herramientas del esperma tomó forma por primera vez en un ancestro unicelular nadador, mucho antes de que existieran los animales.
“A medida que los animales desarrollaron la multicelularidad y la especialización celular, no inventaron el esperma desde cero; reutilizaron el plan corporal de estos ancestros nadadores como base para el esperma”, dice Matte. “En otras palabras, el espermatozoide no es un nuevo invento llamativo de la vida multicelular; está construido sobre un plan corporal unicelular reutilizado para la reproducción”.
El estudio también reveló que las innovaciones que condujeron a la inmensa diversidad de los espermatozoides modernos alteraron principalmente la cabeza de la célula, mientras que la cola ha cambiado poco desde el ancestro común.
Hay muchos modos diferentes de fertilización: algunos espermatozoides encuentran óvulos dentro de un cuerpo y otros nadan en mar abierto, dice Adria LeBoeuf, miembro del equipo, también de la Universidad de Cambridge. “Encontrar un huevo en estos diferentes ambientes será diferente y requerirá maquinaria diferente”, dice. “Pero estés donde estés, igual tendrás que nadar, por lo que la cola se conserva bastante”.
“Es un hermoso ejemplo de cómo la evolución trabaja para remodelar lo que existe en lugar de inventar mecanismos desde cero”, dice Jenny Graves de la Universidad La Trobe en Melbourne, Australia.
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