¿Cómo hizo el intestino, la piel y la musculatura evolucionan? Esta pregunta preocupa a los científicos desde hace más de un siglo. A través de la investigación del desarrollo embrionario de las anémonas de mar, un linaje animal muy antiguo, investigadores de la Universidad de Viena han llegado a conclusiones que desafían la hipótesis de 150 años de homología (origen evolutivo común) de las capas germinales que forman todos los órganos y tejidos posteriores.

Según una hipótesis de 150 años, Todos los tejidos y órganos de nuestro cuerpo se derivan de una de las tres capas germinales que se establecen durante la embriogénesis temprana. Esta "hipótesis de la capa germinal" establece que la piel y el sistema nervioso se derivan de la capa externa del ectodermo, el intestino y algunos órganos internos, como el páncreas, derivan de la capa interna del endodermo, mientras que los músculos y las gónadas provienen de la capa media, el mesodermo. Temprano, Los investigadores notaron una diferencia fundamental en el número de capas germinales en diferentes grupos de animales.

Mientras que la mayoría de los animales, como los humanos, insectos y gusanos, se desarrollan a partir de tres capas germinales, los cnidarios (corales, anémonas de mar o medusas) carecen de la capa intermedia y presentan solo dos capas de células durante el desarrollo y durante toda la vida. La aparición del mesodermo como la tercera capa germinal intermedia se considera un evento clave durante la evolución de animales complejos. Hasta aquí, sin embargo, fue controvertido cómo ha evolucionado el mesodermo, y cómo las dos capas germinales cnidarios se relacionan con las tres capas en la mayoría de los demás animales. Una nueva publicación del laboratorio de Ulrich Technau en el Departamento de Evolución y Desarrollo Molecular de la Universidad de Viena presenta una visión fundamentalmente nueva de la evolución de las capas germinales.

El más interno El endodermo formador de intestino siempre se ha considerado como relacionado evolutivamente entre los cnidarios y otros animales. En su estudio, Technau y sus colegas ahora han probado esta hipótesis rastreando el origen embrionario de las células productoras de enzimas digestivas, así como sus genes reguladores del desarrollo típicos del intestino y el páncreas en una anémona de mar. Los autores muestran que en las anémonas de mar, contra todas las creencias anteriores, Las células de las glándulas productoras de insulina y enzimas digestivas no se desarrollan a partir del endodermo, sino a partir de la parte ectodérmica de la boca. la faringe. "Me quedé perplejo cuando vi por primera vez que todos los derivados del endodermo de las anémonas de mar están totalmente desprovistos de células de las glándulas digestivas. Eso no es lo que se enseña en los libros de texto de biología", explica Patrick Steinmetz. quien contribuyó con la mayoría de los experimentos y ahora es líder de grupo en la Universidad de Bergen en Noruega.

"Los resultados cambian por completo la forma en que pensamos sobre el origen de las capas germinales. Significa que el 'endodermo' en las anémonas de mar y los vertebrados, aunque se llaman igual, en realidad no están relacionados con la evolución ", añade Ulrich Technau. Si el ectodermo de la boca de la anémona de mar y no el endodermo corresponde al intestino y páncreas de los vertebrados, Entonces, ¿cuál es el correlato de vertebrados del endodermo de la anémona de mar? Cuando Steinmetz y Technau profundizaron en esta pregunta, encontraron fuertes similitudes entre el endodermo cnidario y la capa intermedia del mesodermo:ambos comparten una gran cantidad de genes reguladores, y ambos dan lugar a tipos de células similares, como células musculares o gónadas. La anémona de mar muestra así un claro correlato de mesodermo, pero no en una posición intermedia como se encuentra en los animales de tres capas. Posicionamiento y no aparición novedosa, de tejido entre el intestino y la piel fue, por lo tanto, el evento clave que condujo a la evolución de los animales de tres capas.

"En la actualidad, una abrumadora mayoría de animales desarrollan tres capas germinales, y hemos dado un gran paso hacia la comprensión de uno de los eventos más cruciales que subyacen a esta historia de éxito evolutivo ", concluye Steinmetz.