Un antiguo mecanismo estimula el movimiento de la esponja

Las esponjas no tienen neuronas ni músculos, pero se mueven. Los científicos del EMBL Heidelberg revelan cómo lo hacen y qué nos dice sobre la evolución de los vasos sanguíneos

Cambios de volumen de los sistemas de canales esponjosos durante las deflaciones espontáneas de la esponja Spongilla lacustris observados y cuantificados utilizando un microscopio de coherencia óptica personalizado. Crédito: Ling Wang, Anniek Stokkermans, Fabian Ruperti/EMBL. Fuente: Biología actual

¿Sabías que las esponjas pueden moverse? Aunque no son precisamente campeonas de las acrobacias submarinas, las esponjas exhiben movimientos coordinados, a pesar de no tener músculos ni neuronas. EMBL Heidelberg Grupo Arendten colaboración con el Equipo Savitski y el Grupo PrevedelJunto con colaboradores de la Universidad de Heidelberg y la Universidad de Yale, revelaron hechos sorprendentes que no sólo arrojan luz sobre el movimiento de las esponjas, sino también sobre la evolución de los vasos sanguíneos en humanos y otros animales.

«Me intrigó cuando descubrí que las esponjas realmente se mueven y que las bases moleculares y celulares del movimiento de las esponjas eran hasta ahora en gran parte desconocidas», dijo Fabian Ruperti, estudiante de doctorado en el Grupo Arendt y primer autor del estudio. «Como bioquímico, me entusiasmaba abordar esta cuestión combinando nuevas herramientas, como la proteómica funcional, con el mundo de las especies no modelo».

El movimiento de la esponja depende de un sistema de canales de agua densamente ramificados dentro de su cuerpo. Cuando algunos de los canales se cierran y se expulsa el agua, la esponja realiza un movimiento de todo el cuerpo, que hasta ahora se creía que era causado por la contracción de las células que recubren los canales. Los nuevos hallazgos muestran que este movimiento en realidad tiene más que ver con la relajación y el «vaciado» de los canales de agua, similar a desinflar un globo.

Para profundizar en el mecanismo molecular y celular de la deflación de las esponjas, los científicos utilizaron microscopía avanzada, farmacología, secuenciación unicelular y varias técnicas proteómicas nuevas. Vieron que lo que hace que la esponja se mueva es la relajación de las fibras de estrés dentro de las células del canal, lo que a su vez es desencadenado por un mecanismo molecular evolutivamente antiguo similar a la inflamación. Sorprendentemente, el mismo mecanismo también regula la contracción de los vasos sanguíneos en humanos y otros vertebrados, un determinante importante de la presión arterial.

«Aprendimos que respuestas como la relajación vascular y la inflamación no se limitan a nosotros, sino que ocurren en nuestras primas muy remotas, las esponjas», dijo el líder del grupo, Detlev Arendt. “Estos procesos deben haber evolucionado en el contexto de un desafío que es relevante no sólo para nosotros, sino también para muchos otros animales. Esto significa que sólo podemos entender la estructura y función de estos sistemas en el contexto de la evolución”.

Reconstrucción 3D de la deflación de los sistemas de canales de Spongilla lacustris. Los científicos estaban especialmente intrigados por la naturaleza fractal de los canales excurrentes fuertemente ramificados. Crédito: Ling Wang, Anniek Stokkermans, Fabian Ruperti/EMBL. Fuente: Biología actual