Así dejamos de ser invertebrados

Cada año, cientos de estudiantes de biología en EE UU se ponen en pie y le cantan a un bicho marino parecido a un filete de anchoa. “Hay un largo camino desde el anfioxo. Hay un largo camino hasta nosotros [...]. Es un adiós a las aletas y a las branquias, y es una bienvenida a los pulmones y al pelo. Hay un largo, largo camino desde el anfioxo, pero todos venimos de allí”, proclama la letra, compuesta en 1921 sobre una melodía de music hall popularizada por el Ejército Británico durante la Primera Guerra Mundial.

¿Qué diablos es ese bicho del que supuestamente todos venimos y al que se canta desde hace casi un siglo? “Es un cefalocordado marino parecido a un gusano. Y es el animal invertebrado vivo más parecido al ancestro de todos los vertebrados”, explica José Luis Gómez-Skarmeta, investigador del CSIC en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo. Su equipo publica hoy un estudio que ilumina ese largo trecho desde el anfioxo hasta los seres humanos. Nuestro último ancestro común vivió hace 550 millones de años.

Casi cualquier persona puede intentar coger un anfioxo en su playa más cercana. Aparecen en aguas templadas y poco profundas, semihundidos en la arena. “Son, básicamente, como un vertebrado sin cabeza y sin extremidades”, resume Gómez-Skarmeta. La canción de 1921 da más claves sobre su importancia, a costa de sacrificar sus posibilidades de convertirse en el éxito del verano: “No tiene ojos ni mandíbula, ni cuerda nerviosa ventral [típica de los invertebrados]. Pero tiene un montón de hendiduras branquiales y una notocorda”. La letra no es precisamente pegadiza, pero es reveladora. En los humanos, la notocorda aparece cuando somos embriones, para ser posteriormente sustituida por nuestra columna vertebral. Contemplar al anfioxo es como ver una fotografía de la tatarabuela y darnos cuenta de que tenemos la misma nariz.

El anfioxo es el animal invertebrado vivo más parecido al ancestro de todos los vertebrados

Gómez-Skarmeta batalla en la tercera revolución de la genética. Primero se estudiaron los genes, que apenas representan el 5% de todo el ADN de un organismo. En ese 5% de nuestro genoma están las instrucciones para fabricar nuestras proteínas, desde la miosina de nuestros músculos a la hemoglobina que transporta el oxígeno en la sangre. La segunda revolución estudió el 95% restante del ADN, donde se encuentran los interruptores para apagar y encender los genes. Una trucha y un elefante están construidos básicamente con los mismos genes, pero cambian las instrucciones para utilizarlos. Y, finalmente, la tercera revolución investiga la estructura tridimensional del ADN, también clave para el funcionamiento de los genes.

“Si imaginamos que el ADN es un hilo de lana, alrededor de los genes se forman pequeños ovillos con los interruptores para apagarlos o encenderlos”, ilustra Gómez-Skarmeta. Su equipo se ha fijado en el complejo Hox, un conjunto de genes que desempeña un papel esencial para construir cualquier animal. “Los genes Hox son responsables del eje que va de la cabeza a la cola en todos los animales. También son responsables de la formación de las extremidades y, en realidad, de todo lo que cuelga y sale para fuera del cuerpo”, añade.

Su estudio, publicado hoy en la revista Nature Genetics, muestra que la estructura tridimensional del complejo Hox cambió en algún momento durante la transición de invertebrados a vertebrados. Los genes Hox se colocan en el genoma muy pegados unos a otros y rodeados de interruptores para regular su activación de manera extremadamente precisa. En los vertebrados, los genes Hox se reparten en dos tramos, con sendos ovillos de interruptores. Sin embargo, en nuestro pseudoancestro anfioxo el complejo Hox aparece en un solo ovillo. El grupo de Gómez-Skarmeta cree que hace cientos de millones de años comenzaron a aparecer nuevos interruptores en torno a los genes Hox al mismo tiempo que cambiaba su estructura tridimensional para evitar interferencias entre ellos. “Sin esta estructura tridimensional del complejo Hox no tendríamos ni piernas, ni brazos, ni pene”, expone el investigador. Seríamos, básicamente, como un filete de anchoa.