jueves, 3 de marzo de 2011

El origen evolutivo de la visión: un invertebrado que ve como un vertebrado.


Según la teoría generalmente aceptada hay una clara distinción entre los vertebrados y los invertebrados. Pero parece que la realidad se resiste a las simplificaciones a las que tan aficionado es el cerebro humano. Un equipo de investigadores encabezado por Yale Passamaneck, de la Universidad de Hawai (Estados Unidos), publica en EvoDevo los resultados del estudio de un invertebrado que ve de forma más parecida a como lo hacen los vertebrados que a a la de los invertebrados. Esto implica que hay que revisar completamente la actual hipótesis sobre la evolución de la visión.

Aunque los ojos de los animales varíen en apariencia las células fotorreceptoras que están en ellos y que son las que en definitiva son las sensibles a la luz son de sólo dos tipos: ciliadas y rabdoméricas. Los vertebrados vemos la luz con las del tipo ciliado (que parecen pelos doblados) mientras que los invertebrados emplean fotorreceptores rabdoméricos (que parecen cerdas, pelos rectos).

En 2004 se lanzó la hipótesis de que un ancestro tanto de los invertebrados como de los vertebrados percibía la luz con receptores rabdoméricos pero que también tenía receptores ciliados secundarios en el cerebro, donde se han encontrado en gusanos marinos y abejas, que podrían haber sido sensibles a patrones como el ciclo lunar. Conforme los vertebrados evolucionaban los receptores ciliados habrían teóricamente migrado hacia la superficie corporal y convertido en el fotorreceptor primario.

Pero los nuevos resultados no encajan con esta hipótesis ya que se han descubierto fotorreceptores ciliados en las larvas de un invertebrado marino, Terebratalia transversa, un braquiópodo, unos animales con concha que pueblan la Tierra desde hace 540 millones de años. Los investigadores identificaron la expresión de un gen característico de los receptores ciliados, el de la opsina ciliar, en las células del “ojo” (realmente es un punto sensible a la luz) de las larvas de T. transversa. Démonos cuenta que estamos ante una identificación molecular, no histológica.

Lo que antes parecía que estaba claro ya no lo está: no podemos estar seguros de qué fotorreceptor fue primero, y cual evolucionó después, suponiendo, obviamente, que existiese una prelación; porque otra posibilidad es que un ancestro usase ambos receptores y que, tras milenios de evolución, uno u otro perdiese su función visual.

Adicionalmente los investigadores encontraron que los embriones de T. transversa, que tienen el tamaño de un grano de arena y que carecen de cabeza, nervios u “ojos”, también expresaban el gen de la opsina ciliar. Esto indicaría que esta molécula tendría una función incluso antes del desarrollo de ojos verdaderos con fotorreceptores conectados al cerebro. La opsina se encontró en la mitad de las células de los embriones y es la primera vez que se encuentra una opsina en una célula que no sea una neurona.

Si bien la función de la opsina ciliar en esta etapa de la vida no es conocida aún, los investigadores sí pudieron constatar que los embriones son atraídos por la luz, lo que apunta a la posibilidad de que la presencia de la molécula proporcione una sensibilidad rudimentaria a la luz. Estos embriones podrían representar un momento en la evolución anterior a la aparición de los ojos verdaderos, cuando las proteínas visuales eran las encargadas de la sensibilidad a la luz en cada célula. Si esto fuese así, estos braquiópodos podrían atesorar la clave de cómo apareció la visión.

Referencia:

Passamaneck, Y., Furchheim, N., Hejnol, A., Martindale, M., & Luter, C. (2011). Ciliary photoreceptors in the cerebral eyes of a protostome larva EvoDevo, 2 (1) DOI: 10.1186/2041-9139-2-6