La multicelularidad: El extraordinario mecanismo que nos trajo hasta aquí

El origen de los animales, el cómo se pasó de una célula a trillones de ellas trabajando en sincronía, es un misterio aún sin resolver. Pero sí se sabe que a la naturaleza le costó millones de años lograr la aparición de organismos multicelulares hace 600 de millones de años, un problema que sigue siendo un gran reto para los biólogos.

Científicos del Laboratorio de Sistemas Complejos, grupo del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (DCEXS) de la UPF y del Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF), estudian las condiciones suficientes para evolucionar organismos multicelulares virtuales a partir de células con complejidad reducida. Los resultados aparecen publicados en la revista Journal of the Royal Society Interface.

Distintos linajes de criaturas multicelulares han ido apareciendo a lo largo de la evolución. No son pocos los beneficios que otorga la multicelularidad: protección contra depredadores, cooperación en lugar de competición a la hora de buscar alimento. Es por esto que la selección natural ha beneficiado la multicelularidad hasta dar lugar a la amplia diversidad que forma parte de nuestra biosfera actual.

Sin embargo, grupos de cooperadores están normalmente expuestos a tramposos o “defectores”, células que obtienen los beneficios de participar del colectivo pero sin aportar los costes asociados. Un ejemplo clave de defectores en nuestros cuerpos son los tumores: líneas celulares en los que los intereses de la célula se han puesto por delante de los intereses del organismo. El peligro de estas dinámicas es, obviamente, la muerte del organismo. Para mantener a raya mutantes no cooperantes las entidades multicelulares han de desarrollar mecanismos para discriminar entre lo propio y lo ajeno, una identidad multicelular.

El equipo científico liderado por Ricard Solé, investigador ICREA y jefe del Laboratorio de Sistemas Complejos de la UPF,  ha estudiado las condiciones que propician la creación de un organismo multicelular capaz de generar un mecanismo identitario y así evitar a los defectores.

Los autores del estudio observaron la evolución de poblaciones celulares situadas en un mismo ambiente que disponía tanto de nutrientes limitados como de sustancias tóxicas. En dichas poblaciones se pudo observar la selección de características propias de un organismo multicelular primitivo (o protoorganismo): diferenciación, desarrollo de estructuras de manera robusta y la emergencia de una eficiencia reproductiva (fitness) colectiva.

“Muchos de los organismos multicelulares actuales poseen organizaciones estructurales muy complejas, así como programas de desarrollo estrictamente controlados por redes genéticas”, comentan los autores. “Sin embargo, en algún momento tuvo que existir un conjunto multicelular que se originase siguiendo simples agregaciones físicas que permitiesen la  cooperación entre las células”.

El estudio del origen de la vida sigue siendo un tema apasionante y abierto a múltiples hipótesis que serán confirmadas o refutadas en los próximos años. Al respecto, este estudio supone la existencia de un amplio abanico de posibles entidades multicelulares situadas entre lo que conocemos como agregados celulares sencillos y los organismos multicelulares complejos con programas de desarrollo. Está claro que muchos de esos agregados sucumbieron ante los procesos de selección darwinista y desaparecieron sin dejar rastro, pero reconocer cuales de esos posibles escenarios fueron los que nos dieron origen es fundamental para entender lo que esencialmente nos constituye como Homo sapiens.

Con información de Agencia Sinc.