Acceder al contenido principalAcceder al menú principal

Logo de la UAMUniversidad Autónoma de Madrid

Acceso al BOUAM

Artículos

Gusanos marinos que arrojan luz a la ciencia básica y aplicada

10/06/2013
Gusanos marinos que arrojan luz a la ciencia básica y aplicada

Los anélidos poliquetos, parientes de las lombrices de tierra y las sanguijuelas, representan un grupo extremadamente diverso de gusanos segmentados que se encuentran en prácticamente todos los ecosistemas marinos del planeta, sin importar la latitud o la profundidad. Aunque ya se han descrito más de 10.000 especies, continuamente se descubren otras nuevas con gran variedad de formas, tamaños y modos de vida. En este artículo, Aida Verdes y Patricia Álvarez-Campos, investigadoras predoctorales que comenzaron su carrera en el grupo de Biología Marina de la UAM, nos hablan sobre los sílidos, una familia de poliquetos. En la actualidad ambas doctorandas participan en proyectos de investigación que las llevarán a las costas de Chile, California y Bermuda, con el objetivo de caracterizar singulares procesos biológicos propios de estos organismos, como la bioluminiscencia. Se trata de un conocimiento básico que podría conducir a interesantes aplicaciones, no solo en materia de evaluación y conservación de los ecosistemas marinos, sino también en campos científicos como la biotecnología y la biomedicina.

De los gusanos bioluminiscentes al mapa del cerebro
Por Aida Verdes

Mi proyecto de tesis consiste en un estudio integrativo y multidisciplinar de la bioluminiscencia en el género Odontosyllis. Varias especies de este género emiten luz durante la reproducción. En los meses de verano, pocos días después de la luna llena, los gusanos marinos dejan el fondo y nadan hacia la superficie. Las hembras aparecen primero, poco después del atardecer y nadan en círculos mientras secretan un mucus luminoso. Los machos son atraídos por la luz y nadan hacia las hembras emitiendo destellos cortos de luz. Machos y hembras se agrupan en la superficie y descargan los gametos en la columna de agua, donde se produce la fertilización. Muchos investigadores han observado y estudiado este fenómeno, pero se conoce muy poco acerca de las características bioquímicas, las funciones de la luz y la evolución de la bioluminiscencia en estos gusanos marinos.

Mi investigación pretende aclarar las relaciones evolutivas de las especies de Odontosyllis para poder realizar estudios comparativos sobre las propiedades bioquímicas de la bioluminiscencia en las distintas especies, las implicaciones en el comportamiento reproductor y las posibles funciones de la luz en estos animales. Uno de los objetivos principales de mi investigación es aislar las proteínas bioluminiscentes e identificar los genes necesarios para la producción de luz. Estoy interesada en descubrir los orígenes y patrones evolutivos de la bioluminiscencia en este grupo de gusanos marinos en particular y en los anélidos en general.

La bioluminiscencia, que se define como la emisión de luz visible creada por un organismo mediante una reacción química natural, es una característica extremadamente común entre los animales marinos. Las razones principales por las que un organismo produce luz no se conocen demasiado, aunque se sabe que forma parte de procesos tan importantes como la reproducción, la comunicación o la defensa ante depredadores. Entender qué funciones desempeña la bioluminiscencia en un organismo en particular, nos permite obtener información acerca de las condiciones que pueden haber favorecido su evolución en los distintos grupos animales. Además, la gran diversidad de formas, funciones y mecanismos que permiten a los distintos organismos producir luz indica que la bioluminiscencia confiere una gran ventaja, y sugiere que su estudio puede ayudar a entender importantes procesos evolutivos.

Otro de los aspectos más interesantes y que más me atrae de este proyecto, es el potencial que tienen estos gusanos luminosos para ayudar a revelar cómo funciona la mente humana. Las proteínas bioluminiscentes aisladas de organismos marinos se pueden fijar a las células humanas, convirtiéndose en marcadores que emiten luz y que pueden utilizarse para estudiar procesos neuronales en vivo y de manera no invasiva, permitiendo así el estudio de enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson, o la construcción de un mapa del cerebro que nos ayude a entender cómo funciona nuestra mente.


Complejos de especies, reproducción y regeneración en sílidos
Por Patricia Álvarez-Campos

Mi proyecto de tesis doctoral se centra en el análisis de las relaciones evolutivas y filogeográficas de las especies del género Syllis en el Océano Pacífico. La filogeografía estudia los procesos históricos responsables de la distribución geográfica actual de los distintos linajes evolutivos, centrándose principalmente en individuos dentro de una misma especie o en especies cercanamente emparentadas. Estoy interesada en estudiar los distintos procesos que han originado la amplia distribución por todo el Océano Pacífico de algunas especies del género Syllis y otras especies cercanas.

Uno de los objetivos principales de mi investigación es identificar y estudiar complejos de especies cosmopolitas. Estos complejos consisten en grupos de especies que normalmente habitan zonas geográficas muy alejadas, pero que son muy parecidas entre sí y no se pueden diferenciar únicamente mediante sus caracteres morfológicos. Sin embargo, es posible identificar las distintas especies a nivel molecular, es decir, mediante su ADN.

Este tipo de estudios, denominados también barcoding, se están realizando en numerosos grupos animales y tienen una enorme importancia para estimar la biodiversidad real de los ecosistemas marinos, permitiendo tomar las medidas más adecuadas para su conservación. Poder distinguir especies muy parecidas entre sí, permite delimitar sus distribuciones y estudiar su ecología, mejorando de esta forma la conservación de especies endémicas o el control de especies invasoras.

Además, la presencia o ausencia de ciertas especies en un ecosistema, puede indicar cambios importantes en la calidad del agua e incluso variaciones en su temperatura, por lo que conocer la biodiversidad real de una zona es también de vital importancia para predecir respuestas al cambio climático.

Mi interés en este grupo se centra también en analizar los mecanismos implicados en la reproducción, ya que los sílidos presentan algunos de los tipos de reproducción más impresionantes y llamativos del reino animal. Además de los fenómenos de bioluminiscencia, estos animales son capaces de desarrollar en los segmentos posteriores de su cuerpo individuos reproductores denominados estolones. Los estolones son pequeños clones del gusano adulto, pero carecen de aparato digestivo y están cargados de gametos. Una vez maduros, los estolones se desprenden del individuo parental y nadan hasta la superficie para expulsar los gametos, mientras que el adulto permanece resguardado en el fondo marino.

La capacidad de desarrollar individuos reproductores a partir de segmentos del adulto, unido al hecho de que los sílidos también son capaces de regenerar partes del cuerpo perdidas, los convierte en organismos con un gran potencial para la investigación y el desarrollo de aplicaciones biomédicas.

Autor/a

Aida Verdes comenzó estudiando la taxonomía y sistemática de uno de los géneros con mayor número de especies de la familia Syllidae, el género Odontosyllis, de la mano de la Dra. M. Teresa Aguado en la UAM. Este trabajo le abrió las puertas de la City University of New York, donde actualmente está realizando su tesis doctoral en el laboratorio del Dr. David Gruber.

Patricia Álvarez-Campos descubrió el mundo de los poliquetos durante su último año de carrera, realizando un proyecto sobre la biodiversidad de sílidos en Cuba bajo la supervisión del Dr. Guillermo San Martín. Actualmente realiza su tesis con la Dra. Ana Riesgo (Universidad de Barcelona) estudiando uno de los géneros más diversos y complicados de la familia, el género Syllis, centrándose principalmente en los complejos de especies.