Nuevos estudios del Instituto Max Planck de Biología Evolutiva muestran que la competencia entre diferentes etapas de desarrollo evolutivo de los ciclos de vida multicelulares puede ser importante para el desarrollo de toda una población. Sin competencia directa, solo la tasa de crecimiento de una población determina qué ciclo de vida prevalece.

La competencia ecológica, por otro lado, puede conducir a la selección de ciclos de vida completamente diferentes.

La evolución de los organismos multicelulares es un proceso central en el curso del origen de la vida. En la mayoría de los casos, un organismo es multicelular solo durante una parte de su ciclo de vida:el ciclo de vida multicelular más simple consiste en el crecimiento de la célula germinal en una colonia y su división en células individuales para producir nuevas células germinales.

Hasta ahora, la mayoría de los modelos teóricos asumen que la selección entre ciclos de vida está impulsada por las propiedades internas de los grupos multicelulares, lo que lleva a la competencia por el crecimiento. Al mismo tiempo, sin embargo, rara vez se considera la influencia de las interacciones entre grupos en la evolución de los ciclos de vida.

Vanessa Ress (Universidad de Hamburgo), Arne Traulsen (Instituto Max Planck de Biología Evolutiva, Plön) y Yuriy Pichugin (Universidad de Princeton, EE. UU.) ahora presentan un nuevo modelo que tiene en cuenta la competencia ecológica entre los ciclos de vida individuales, un proyecto que comenzó en la tesis de maestría de Vanessa Ress supervisada por el Dr. Pichugin.

El modelo muestra que el resultado de la evolución puede ser la coexistencia entre varios ciclos de vida, lo que sería imposible sin competencia. Asimismo, la investigación muestra que los modelos que descuidan esta competencia pueden capturar dinámicas a corto plazo pero no pueden predecir la evolución a nivel de población.

Los organismos multicelulares, como los animales, las plantas, los hongos o las algas rojas y marrones, a menudo se forman cuando sus células permanecen juntas después de la división celular, a diferencia de las especies unicelulares, en las que las células se separan antes de la siguiente división. Sin embargo, los organismos deben reproducirse, de lo contrario su especie se extinguirá. Para un organismo multicelular, esto significa que algunas células deben migrar para convertirse en un nuevo individuo.

La combinación de crecimiento y reproducción de un organismo forma un ciclo de vida clonal. La aparición de ciclos de vida multicelulares clonales fue la innovación central en las primeras etapas de la evolución de la multicelularidad. Allí, las características que no existen en absoluto en las especies unicelulares se vuelven cruciales para el éxito a largo plazo de incluso la colonia celular más primitiva. Estos incluyen la cantidad de células en la colonia, la frecuencia con la que las células migran para formar nuevas colonias, el tamaño de las células germinales liberadas y la cantidad de células germinales producidas.

Dado que la reproducción, y por lo tanto la aptitud de las colonias de células simples, depende de estas características, están inmediatamente sujetas a la selección natural, lo que favorece algunos ciclos de vida sobre otros.

Dado que la vida multicelular compleja desciende de estas colonias de células simples, comprender la evolución de los ciclos de vida primitivos es crucial para comprender la evolución de los organismos complejos.

La investigación fue publicada en eLife . + Explora más

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