Foto: EFEMADRID (EP). Los artrópodos se encuentran entre los animales más exitosos del planeta. Habitan en el mar (cangrejos de herradura), el cielo (moscas de la fruta) y la tierra (escorpiones) en grandes cantidades y se definen por sus exteriores de exoesqueleto y sus patas y cuerpos segmentados.
Estas piezas adaptables y modulares pueden ayudar a explicar por qué estos animales son tan adecuados para la vida en todos los rincones del planeta. Sus patas articuladas y cuerpos divididos también ayudan a proporcionar pistas sobre cómo han evolucionado.
En un nuevo estudio publicado este lunes en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos, Emily Setton y Prashant Sharma, muestran que la araña doméstica común y sus parientes arácnidos han prescindido de un gen involucrado en la creación de cabezas segmentadas. En lugar de eso, reciclan los genes de las patas para realizar la tarea.
"Estudiamos arañas, escorpiones y otros para ayudar a construir una historia evolutiva más completa y observar lo que está sucediendo en el complejo mundo de los artrópodos", dice Setton, quien cursó estudios de antropología y biología cuando completó el trabajo como uno de los dos autores del estudio.
Sharma, profesor de Biología Integrativa, llegó a la Universidad de Wisconsin-Madison desde el Museo Americano de Historia Natural en 2015 y trajo con él investigaciones sobre algunas de las especies más espeluznantes y rastreras del planeta, como escorpiones venenosos de Arizona, tarántulas de Colorado y enormes arañas marinas ciegas de la Antártida.
"Trabajamos con animales realmente difíciles de estudiar -dice-. Una gran pregunta del laboratorio es cómo se construye la diversidad genética, evolutivamente, cómo se relacionan los linajes antiguos y cuáles son los mecanismos genéticos que subyacen a las diferencias entre ellos".
Por ejemplo, ¿cómo pueden los mismos apéndices -y las mismas secuencias de código genético- hacer que las garras de la langosta también formen las piezas bucales de una polilla, las patas delanteras rapaces de una mantis religiosa y el ojo de un gusano plano?
En el estudio, Setton y Sharma muestran que un par de genes, conocidos como Sp6-9 y Dll, normalmente involucrados en decirle a un insecto en desarrollo o un embrión de arácnido dónde desarrollar patas, ha sido cooptado por un grupo de arácnidos para ayudar también a indicar al embrión dónde construir su cabeza. Estos mismos arácnidos carecen de otro gen, llamado Sp5, que normalmente conduce a la segmentación adecuada de la cabeza en otros artrópodos, como las moscas de la fruta.
"Este es el giro de la trama que revela la historia", dice Sharma, porque permite a los científicos como él rastrear la historia evolutiva y genética de este grupo de animales, unidos por la pérdida de un gen en particular. "Es una pérdida muy específica de los arácnidos", agrega Setton.
Sharma está interesado en la evolución de los órganos de araña de seda llamados hileras. Él y Setton estaban investigando los genes que dictan su formación, explorando si son, como otras partes recicladas, patas modificadas. Eso llevó a Setton a observar una variedad de genes implicados en el desarrollo del patrón de patas de araña. Inesperadamente, cuando eliminó los genes de desarrollo de las patas en los embriones de los arácnidos, también descubrió que los segmentos de sus cabezas desaparecían.
Hay un dicho en biología que dice que la naturaleza es mezquina o, como explica Setton, "la evolución no quiere reinventar la rueda". Es relativamente común que un gen determinado dicte una variedad de funciones de una especie a otra, como el gen que codifica los huesos de la mandíbula en los reptiles y también los huesos del oído en los humanos.
Las arañas, los escorpiones y otros dos animales que Setton y Sharma analizaron parecen haber hecho esto con Sp6-9 y Dll. Setton también identificó un gen, llamado flecha, que cuando se desestabiliza desencadena una cascada de eventos de señalización celular que sugiere por primera vez relaciones importantes entre la segmentación y los genes de desarrollo de las patas que se encuentran en insectos y arácnidos.
