Investigadores de la Universidad de Tel Aviv (TAU) han descubierto un animal que no respira oxígeno. El hallazgo inesperado cambia uno de los supuestos de la ciencia sobre el mundo animal.
Una de las características comunes de todos los animales multicelulares en la Tierra es la respiración mitocondrial, el proceso por el cual se utiliza el oxígeno para generar trifosfato de adenosina, el combustible utilizado para impulsar los procesos celulares.
El proceso tiene lugar en las mitocondrias, que tienen tanto su propio genoma como el genoma principal que se encuentra en el resto de las células del cuerpo. Pero ahora, hay una excepción conocida: Henneguya salminicola.
H. salminicola es un parásito microscópico que infecta al salmón. Cuando el huésped muere, se liberan esporas que son consumidas por los gusanos, que también pueden servir como anfitriones del parásito.
Cuando el salmón come los gusanos, se infectan a medida que el parásito se mueve hacia sus músculos. Los pescadores pueden verlos como burbujas blancas que rezuman, por lo que a veces se dice que el salmón con infecciones por H. salminicola tiene la enfermedad de la tapioca
Un estudio sobre el hallazgo fue publicado en PNAS por investigadores de TAU dirigidos por la profesora Dorothee Huchon de la Facultad de Zoología de la Facultad de Ciencias de la Vida de TAU y el Museo Steinhardt de Historia Natural.
El pequeño parásito de menos de 10 células Henneguya salminicola vive en el músculo del salmón. A medida que evolucionó, el animal, que es un pariente mixozoo de las medusas y los corales, dejó de respirar.
“Se pensó que la respiración aeróbica era ubicua en los animales, pero ahora confirmamos que este no es el caso”, explica el profesor Huchon. “Nuestro descubrimiento muestra que la evolución puede ir en direcciones extrañas.
La respiración aeróbica es una fuente importante de energía y, sin embargo, encontramos un animal que abandonó esta vía crítica”.
Algunos otros organismos como hongos, amebas o linajes ciliados en entornos anaeróbicos han perdido la capacidad de respirar con el tiempo. El nuevo estudio demuestra que lo mismo le puede pasar a un animal, posiblemente porque el parásito vive en un ambiente anaeróbico.
Su genoma fue secuenciado, junto con los de otros parásitos de peces mixozoanos, como parte de una investigación apoyada por la Fundación Binacional de Ciencia EE. UU.-Israel y realizada con el Prof. Paulyn Cartwright de la Universidad de Kansas, y el Prof. Jerri Bartholomew y el Dr. Stephen Atkinson de la Universidad Estatal de Oregon.
La naturaleza anaeróbica del parásito fue un descubrimiento accidental. Mientras ensamblaba el genoma de H. salminicola, el profesor Huchon descubrió que no incluía un genoma mitocondrial.
La mitocondria es el centro neurálgico de la célula donde se captura el oxígeno para producir energía, por lo que su ausencia indica que el animal no respira oxígeno.
Hasta el nuevo descubrimiento, hubo debate sobre la posibilidad de que los organismos que pertenecen al reino animal pudieran sobrevivir en entornos anaeróbicos.
La suposición de que todos los animales están respirando oxígeno se basó, entre otras cosas, en el hecho de que los animales son organismos multicelulares y altamente desarrollados, que aparecieron por primera vez en la Tierra cuando aumentaron los niveles de oxígeno.
Entonces, ¿Cómo adquiere energía H. salminicola si no respira? Los investigadores no están totalmente seguros. Según Huchon, otros parásitos similares tienen proteínas que pueden importar ATP (básicamente, energía molecular) directamente de sus huéspedes infectados. H. salminicola podría estar haciendo algo similar.
O podría tener un tipo diferente de respiración, como la respiración libre de oxígeno, que típicamente caracteriza a los organismos anaerobios, pero se requiere un mayor estudio del genoma del organismo extraño, lo que queda de él, de todos modos, para averiguarlo.
Según el profesor Huchon, el descubrimiento tiene una enorme importancia para la investigación evolutiva.
“En general, se piensa que, durante la evolución, los organismos se vuelven cada vez más complejos, y que los organismos unicelulares o unicelulares son los ancestros de los organismos complejos”, concluye. “Pero aquí, justo delante de nosotros, hay un animal cuyo proceso evolutivo es el opuesto.
Viviendo en un ambiente libre de oxígeno, ha eliminado genes innecesarios responsables de la respiración aeróbica y se ha convertido en un organismo aún más simple”.
Mientras que los biólogos creen que las mitocondrias son las potencias esenciales detrás de los estilos de vida más complicados de los eucariotas, Huchon dice que este estudio muestra que las cosas pueden no ser tan simples. “La evolución puede llevar la vida en direcciones divertidas”, dice ella.
Referencia: Dayana Yahalomi, Stephen D. Atkinson, Moran Neuhof, E. Sally Chang, Hervé Philippe, et al. «A cnidarian parasite of salmon (Myxozoa: Henneguya) lacks a mitochondrial genome». Proceedings of the National Academy of Sciences. 24 February 2020.