Un ancestro común en el origen de la segmentación

El concepto de segmentación hace referencia a la repetición de segmentos o unidades anatómicas idénticas en los cuerpos de animales y vegetales.

Este fenómeno, que permite un alto grado de especialización de las regiones corporales, se engloba dentro de un concepto más general conocido como modularidad (estudio del sistema a partir de sus partes y la interacción entre éstas).

Por otro lado, el proceso de la segmentación formaría parte de un proceso más general conocido como “morfogénesis” (formación de los tejidos, de los órganos y de los organismos completos).

Los científicos creen que en la segmentación podría estar el origen de la diversidad y de la longevidad de los grupos animales más extendidos del mundo. ¿Pero cómo y cuándo surge este fenómeno?

Hace 600 millones de años

Recientemente, un equipo de investigadores franceses del Centro de Genética Molecular del CNRS y de la Universidad Paris Diderot ha demostrado que esta característica de la biología procede de un ancestro común, él mismo segmentado, que habría vivido hace unos 600 millones de años, y cuya aparición habría cambiado la faz de la Tierra.

Según publica el CNRS en un comunicado, este ancestro común explicaría que, entre especies animales muy distintas (como el ciempiés, la lombriz de tierra o el ser humano) se dé una extraña coincidencia: en todos ellos se produce la repetición periódica de unidades anatómicas idénticas a lo largo del eje que va de la parte de delante a la de atrás de sus organismos.

De hecho, la segmentación es compartida por tres grandes grupos de animales terrestres, aunque no sea siempre visible desde el exterior de éstos, bien porque los segmentos que se repiten permanecen debajo de un caparazón o concha, bien porque dichos segmentos en parte han acabado fusionándose.

En primer lugar, los artrópodos presentan esta característica: insectos, arañas, escorpiones y crustáceos, entre muchos otros, dado que este grupo es actualmente el más importante del planeta, ya que contiene el mayor número de especies y de individuos (un 40% de la biomasa animal terrestre).

En segundo lugar, la segmentación también se da en los anélidos, entre los que se encuentran los gusanos de tierra y sus parientes marinos. Y también la encontramos en los vertebrados, que conforman un grupo muy diverso de especies que ha conocido un gran éxito evolutivo, y que reúne a la inmensa mayoría de los animales con los que estamos familiarizados.

En el caso del ser humano, la segmentación puede apreciarse en las vértebras, los músculos y los nervios. En todos los casos, y aunque no se vean, los segmentos repetitivos se reparten completamente a lo largo del eje bilateral, por el tronco, sobre el abdomen o por el tórax.

La propician genes similares

Los investigadores franceses se preguntaban si este rasgo común que comparten especies animales tan distintas procedía de un ancestro común, que habría vivido antes de la llamada “explosión cámbrica”, época terrestre en que se produjo la aparición repentina de organismos macroscópicos multicelulares complejos, datada a inicios del periodo Cámbrico (hace entre 542 y 530 millones de años).

Por otro lado, los investigadores se preguntaban si la segmentación habría aparecido varias veces a lo largo de la historia de la evolución o sólo una vez.

Lo que reveló la investigación realizada fue que los genes que dirigen la formación de los segmentos durante el desarrollo del embrión son prácticamente los mismos en el caso de la drosofila o mosca de la fruta (un artrópodo) que en el de una especie de anélido marino en el que estaban investigando los científicos.

A partir de estas similitudes, los científicos concluyeron que estos genes procederían de un ancestro común, que ya presentaba la segmentación. Por tanto, este fenómeno se habría producido una sola vez a lo largo de la historia de la evolución.

A partir de dicho ancestro, la segmentación habría dado origen a una gran diversidad de grupos de animales cuyos organismos se desarrollan repitiendo segmentos.

Dado que los vertebrados presentan la misma característica segmentaria de desarrollo, cabe la posibilidad de que este grupo se hubiera originado a partir del mismo ancestro, explican los científicos, algo que tratarán de confirmar en futuras investigaciones.

Ventajas evolutivas

La segmentación es un proceso altamente ventajoso desde el punto de vista evolutivo porque, en el curso de millones de años de evolución y en medio de las nuevas presiones que sobre los individuos va ejerciendo el entorno, resulta mucho más fácil que cualquier segmento de los animales se especialice para responder a las necesidades que se presentan, que tener que desarrollar para cada necesidad un órgano entero.

El éxito de la segmentación queda patente en la biodiversidad actual, desarrollada en gran medida gracias a este fenómeno que ha garantizado la diversidad y la longevidad de los individuos de cada especie.

Por eso, según el CNRS, si algún día el ser humano pudiera jugar a ser Dios y crear animales artificiales, tendría que tener en cuenta este proceso de desarrollo y tratar de aplicarlo, por ejemplo, a la creación de robots biomiméticos.

Los resultados del estudio de los investigadores franceses han aparecido publicados recientemente en la revista Science.