Las medusas peine pueden fusionarse en una sola para sobrevivir tras herirse

Hay casos en que los hallazgos más sorprendentes de una investigación científica llegan por casualidad. El último descubrimiento de Kei Jokura fue uno de ellos.

Jokura es biocientífico y trabaja en la Universidad de Exeter (Reino Unido) y en los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Okazaki (Japón). Cada mañana, durante meses, el investigador bajaba al puerto del Laboratorio Biológico Marino de la Universidad de Chicago para ir al encuentro del animal que, filogenéticamente, es el más distante al ser humano: la medusa peine. Allí recolectaba varios ejemplares y los llevaba de vuelta al laboratorio para estudiarlos. Un día, durante la colecta, un par de ellas se hirieron y el científico las colocó juntas en un tanque para que se recuperaran. A la mañana siguiente, cuando regresó, notó que ambos individuos se habían fusionado para convertirse en uno solo.

Esta casualidad derivó en una investigación que la revista Current Biology publicó este lunes, y es la primera evidencia de cómo una especie de ctenóforo, la Mnemiopsis leidyi, es capaz de fusionarse tras una lesión para tener más posibilidades de sobrevivir. Los animales sincronizaron sus sistemas nerviosos, coordinaron sus contracciones musculares y acoplaron sus tractos digestivos para compartir el alimento. Jokura resume el hallazgo: “Descubrimos que prácticamente no tienen un sistema de alorreconocimiento y que sus nervios se fusionan fácilmente para formar una conexión eléctrica funcional”.

El alorreconocimiento, explica el investigador, es la capacidad de un individuo de distinguir entre sus propios tejidos y los de los demás. Este fenómeno es común en los animales y actúa como un mecanismo de defensa. Es posible, agrega, que esta especie de ctenóforo carezca de los genes necesarios para distinguir entre individuos de la misma especie. “Aunque no está claro cómo evolucionó, el alorreconocimiento pudo haber desempeñado un papel en la reproducción o en la prevención del canibalismo”, sugiere. Quizá, las medusas peine nunca tuvieron integrado este sistema, o quizá lo perdieron a lo largo de sus 600 millones de años de historia evolutiva para lograr sobrevivir. La falta de alorreconocimiento, detalla el estudio, puede proporcionar pistas sobre cómo evolucionó esta capacidad —y otras, como la del sistema inmunológico y las redes neuronales— en animales más avanzados.

“Es muy sorprendente”, exclama al teléfono Arnau Sebé Pedrós, biólogo y doctor en Genética que trabaja en el Centro de Regulación Genómica, en Barcelona. “El alorreconocimiento es uno de los mecanismos biológicos más ancestrales del mundo. Este estudio pone en cuestión el concepto de individuo entre los animales”, agrega.

Para pasar de la casualidad al método científico, el equipo de Jokura diseñó un experimento: extrajeron partes de los lóbulos de varios ctenóforos y los colocaron juntos en parejas. En nueve de cada diez casos, los individuos heridos se convirtieron en uno solo a las pocas horas de estar en contacto y sobrevivieron durante, al menos, tres semanas. Cuando los investigadores pincharon a los animales, el cuerpo fusionado reaccionó con un sobresalto. En este tipo de organismos, los movimientos musculares están controlados por un sistema nervioso atípico, compuesto por redes de neuronas sincitiales, es decir, sin sinapsis tradicional. Aún no se ha podido determinar cómo estas estructuras neuronales pueden organizar redes complejas capaces de integrarse entre ellas en momentos de necesidad, como después de una lesión.

Lo que sí se pudo calibrar fue que, al principio de la fusión, ambos organismos tenían movimientos independientes. Dos horas después, el 95% de las contracciones musculares estaban ya sincronizadas, lo que dio a entender a los investigadores que las redes neuronales de ambos individuos se habían integrado para coordinar sus movimientos.

“Estamos debatiendo si estos animales inventaron el sistema nervioso”, apunta Sebé Pedrós. El biólogo español se pregunta dónde están los límites genéticos en esta capacidad de integración entre dos individuos independientes, cuya respuesta podría llegar en futuras investigaciones. “Es probable que los individuos que se fusionaron en este análisis sean genéticamente muy cercanos, como decir hermanos. Sería interesante probar la fusión con poblaciones de medusas peine de diferentes partes del mundo”, señala. Tal vez, el alorreconocimiento de la Mnemiopsis leidyi exista, pero tenga cierta permisividad cuando se trata de individuos genéticamente cercanos y permita esa cooperación interindividual.

Alimento compartido

El tracto digestivo de los ctenóforos fue otro punto clave de la investigación y los resultados también sorprendieron a los científicos. Al observarlo de cerca, los autores encontraron que este sistema se había integrado entre los dos individuos fusionados. Es decir, que compartieron el alimento que recibieron. Utilizando artemia (un pequeñísimo crustáceo del que se alimentan) marcada con fluorescencia, se pudo hacer el seguimiento de la comida y observar que se abrió paso a través de los canales fusionados. Este proceso sugiere que los sistemas digestivos están funcionalmente conectados. Pero no todo es tan lineal y simple. La excreción no fue sincrónica, y las heces del organismo salieron por anos separados y en diferentes momentos, lo que indica que algunos aspectos de su control digestivo permanecen independientes, aunque estén unidos físicamente.

La utilidad de este estudio, además de reportar un comportamiento bastante inédito en el mundo animal, podría tener implicaciones en el análisis de la regeneración y los sistemas inmunológicos. “Estoy muy interesado en cómo los sistemas nerviosos fusionados se acoplan eléctricamente. Identificar los genes que facilitan esta fusión neuronal podría llevar a avances importantes en la regeneración de las neuronas y tener aplicaciones médicas”, dice Jokura. Además, esta capacidad de fusión rápida, que permite compartir funciones fisiológicas sin activar mecanismos de rechazo inmunológico, podría arrojar luz sobre los procesos regenerativos en otros animales, incluido el ser humano.

El científico confía en que profundizar sobre estos hallazgos también podría ser útil en investigaciones sobre trasplantes y tratamientos regenerativos, donde la integración de tejidos y nervios es crucial para la supervivencia del paciente. Por su parte, Sebé Pedrós dice que “estos son bichos que la ciencia conoce hace más de un siglo y siguen dando sorpresas año tras año”. Realizar estudios moleculares, genéticos y celulares en ellos “podría cambiar paradigmas globales de ciertos principios fundamentales de la biología”.