Científicos desvelan detalles de cómo evolucionaron los primeros animales de la Tierra

Buscaban nuevas proteínas implicadas en ese proceso exclusivo por el cual las esponjas marinas son capaces de fabricar "vidrio biológico" con una composición química similar al cristal de una ventana, pero su investigación ha desvelado también nuevos detalles de cómo eran los primeros animales que aparecieron en la Tierra, hace unos 600 millones de años.

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Científicos de España y Japón han descubierto dos nuevas proteínas (denominadas hexaxilina y perisilina) en el interior de las esponjas marinas, un hallazgo que suscita numerosas expectativas en el ámbito de la biotecnología, dado que el vidrio (sílice) es en la actualidad uno de los materiales inorgánicos con más importancia y demanda industrial, y las esponjas utilizan el silicio disuelto en el agua para elaborar estructuras esqueléticas "arquitectónicamente impresionantes".

Las expectativas que suscita el descubrimiento podrían, a largo plazo, ayudar en terapias experimentales para la regeneración ósea, la elaboración de fibra óptica, de materiales y estructuras arquitectónicas, o incluso en la "encapsulación" en sílice de diferentes tipos de vacunas, han avanzado los científicos.

Las conclusiones del trabajo, en el que han participado científicos de la Universidad de Tottori (Japón) y del Centro de Estudios Avanzados de Blanes del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, se publican hoy en Nature Communications.

Manuel Maldonado, científico del grupo de Ecobiología y Biotecnología de Esponjas en el Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC), ha observado que el sílice tiene múltiples utilidades, y se ha referido a estudios previos que indican que las fracturas de huesos de mamíferos se regeneran más rápidamente mediante un aprovisionamiento de silicio a las células encargadas de fabricar el nuevo hueso.

En declaraciones a EFE, Manuel Maldonado ha señalado que se sospecha también que si determinadas vacunas -entre ellas algunas contra el covid- pudieran encapsularse en estructuras de sílice como las que fabrican las esponjas no sería necesario mantenerlas a temperaturas de -80 grados, un enfriamiento que implicó un notable costo energético y muchos problemas logísticos para su distribución durante la pandemia.

La manipulación genética de las proteínas descubiertas genera posibilidades de mejorar el diseño y la fabricación de fibras ópticas, y podrían incluso tener futura aplicación en la preparación de "microchips" de silicio -un material semiconductor-, fundamental en microelectrónica; y emulando el proceso de purificación del silicio que hacen las esponjas, esos microchips podrían ser más pequeños y más eficientes.

El hecho de que las esponjas sean los primeros animales que aparecieron en la Tierra -hace unos 600 millones de años- las hace especialmente interesantes para conocer cómo los animales pluricelulares evolucionaron a partir de un organismo unicelular ancestral. El investigador ha insistido en que serán necesarios muchos más estudios para conocer la aplicabilidad y determinar el verdadero potencial biotecnológico de las proteínas que han descubierto, pero los científicos han subrayado que el hallazgo encierra un mensaje "fascinante y revolucionario" sobre la función biológica de esas proteínas y sobre la evolución del esqueleto de estos enigmáticos animales.

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Más allá de las potenciales aplicaciones que se pudieran encontrar en el futuro, el hallazgo de los investigadores españoles y japoneses tiene trascendencia desde el punto de vista evolutivo y contribuye a resolver el puzle sobre los cambios que experimentaron los primeros animales hace millones de años.

La historia evolutiva de estas proteínas revela que, aunque las esponjas que habitan en la actualidad los mares se caracterizan por tener "impresionantes" esqueletos de "biosílice", las primeras que habitaron el planeta hace unos 600 millones de años carecían de la capacidad para producir ese material, ha explicado Maldonado. Y ha concluido que descubrir que las primeras esponjas carecían de esqueleto "nos ayuda a plantear escenarios más realistas para inferir cómo sucedió la transición entre el organismo unicelular y el primer animal multicelular".

El hecho de que las primeras esponjas no tuvieran esqueleto revela además que aquellos organismos tenían escasas posibilidades de dejar registros fósiles, razón por la que es "poco probable" que los paleontólogos encuentren estructuras minerales de los primeros animales de la Tierra más antiguas que las que se conocen hasta ahora. 

EFE