Descobreix com eren els primers animals de la Terra que van aparèixer fa 700 milions d'anys

Segons una anàlisi cromosòmica publicada el mes de maig de 2023 a la revista Nature per un equip d'investigadors, tot apunta que les meduses pinta van ser els primers animals que van aparèixer a la Terra fa uns 700 milions d'anys, abans que les esponges.

Durant més d'un segle, els biòlegs s'han preguntat com eren els primers animals quan van sorgir per primera vegada als antics oceans. Buscant entre els aspectes més primitius de l'actualitat, els científics van reduir gradualment les possibilitats a dos grups: esponges, que passen tota la seva vida adulta en un lloc filtrant aliments de l'aigua de mar; i meduses pinta, depredadors voraços que remen a través dels oceans del món a la recerca d'aliment.

En aquesta investigació del 2023 els investigadors van utilitzar un enfocament nou basat en l'estructura cromosòmica per arribar a una resposta definitiva: les meduses pinta o ctenòfors es van convertir en el primer llinatge a ramificar-se de l'arbre dels animals. Les esponges van ser les següents, seguides per la diversificació de tots els altres animals, inclosos els humans.

Tot i que els investigadors van determinar que el llinatge dels ctenòfors es va ramificar abans que les esponges, tots dos grups van continuar evolucionant a partir del seu ancestre comú. Tot i això, els biòlegs evolutius creuen que aquests grups encara comparteixen característiques amb els primers animals i que estudiar aquestes primeres branques de l'arbre de la vida animal pot donar llum sobre com van sorgir i evolucionar els animals fins a la diversitat d'espècies d'ara.

«L'ancestre comú més recent de tots els animals probablement va viure fa 600 o 700 milions d'anys. És difícil saber com eren perquè eren animals de cos tou i no van deixar un registre fòssil directe. Però podem fer servir comparacions entre éssers vius animals per aprendre sobre els nostres ancestres comuns», indica Daniel Rokhsar, professor de biologia cel·lular i molecular de la Universitat de Califòrnia a Berkeley (Estats Units) i coautor de l'article juntament amb Darrin Schultz i Oleg Simakov, de la Universitat de Viena (Àustria). «És emocionant: estem mirant enrere en el temps on no tenim esperança d'obtenir fòssils, però en comparar genomes, estem aprenent coses sobre aquests ancestres molt primerencs».

Comprendre les relacions entre els llinatges d'animals pot ajudar els científics a comprendre com van evolucionar amb el temps les característiques clau de la biologia animal, com ara el sistema nerviós, els músculs i el tracte digestiu, diuen els investigadors.

Evolució dels animals

«Desenvolupem una nova forma de tenir una de les mirades més profundes possibles sobre els orígens de la vida animal», apuntava Schultz, l'autor principal i exestudiant de postgrau de la Universitat de Califòrnia a Santa Cruz i investigador a l'Institut de Recerca del Aquari de la Badia de Monterey (Estats Units), i després investigador postdoctoral a la Universitat de Viena, abans d'afegir: «Aquesta troballa posarà les bases perquè la comunitat científica comenci a desenvolupar una millor comprensió de com han evolucionat els animals».

La majoria dels animals familiars, inclosos cucs, mosques, mol·luscs, estrelles de mar i vertebrats, com els humans, tenen un cap amb un cervell centralitzat, un intestí que va des de la boca fins a l'anus, músculs i altres característiques compartides que ja havien evolucionat al moment de l'Explosió Càmbrica fa uns 500 milions d'anys. Junts, aquests animals es diuen bilaterals.

Les relacions evolutives entre aquestes diverses criatures -específicament, l'ordre en què cadascun dels llinatges es va ramificar del tronc principal de l'arbre de la vida animal- ha estat motiu de controvèrsia. Amb l'auge de la seqüenciació de l'ADN, els biòlegs van poder comparar les seqüències de gens compartits pels animals per construir un arbre genealògic que il·lustra com els animals i els seus gens van evolucionar amb el temps des que van sorgir els primers animals al Període Precambrià.

Cromosomes al rescat

Per saber si les esponges o els ctenòfors van ser la primera branca dels animals, el nou estudi va basar-se en una característica poc probable: l'organització dels gens en cromosomes. Cada espècie té un nombre de cromosomes característic (els humans tenen 23 parells) i una distribució característica de gens al llarg dels cromosomes.

Rokhsar, Simakov i els seus col·laboradors havien demostrat prèviament que els cromosomes d'esponges, meduses i molts altres invertebrats porten conjunts de gens similars, malgrat més de 500 milions d'anys d'evolució independent. Aquest descobriment va suggerir que els cromosomes de molts animals evolucionen lentament i va permetre a l'equip reconstruir computacionalment els cromosomes de l'ancestre comú d'aquests animals.

Els investigadors van seqüenciar els genomes d'un altre ctenòfor i esponja, així com de tres criatures unicel·lulars que estan fora del llinatge animal: un coanoflagel·lat, una ameba filastèria i un paràsit de peixos anomenat ictiospora. Sorprenentment, quan l'equip va comparar els cromosomes d'aquests diversos animals i no animals, van trobar que els ctenòfors i no animals compartien combinacions particulars de gens i cromosomes, mentre que els cromosomes de les esponges i altres animals es van reorganitzar d'una manera clarament diferent.