Phyla de diminutos filtradores encuentran un nuevo lugar en el árbol de la vida
ARRIBA: Loxosomella nordgaardi entoproctos en la superficie de una colonia de Smittoidea propinqua ectoproctos Dra. Natalia Shunatova, Universidad Estatal de San Petersburgo
Los lofotrocozoos son un grupo de animales notablemente diverso que incluye moluscos, gusanos y algunas criaturas peculiares menos conocidas. Las relaciones evolutivas entre algunos de los filos dentro de este grupo aún están sujetas a debate. Este es el caso de tres filos de diminutos suspensívoros (Ectoprocta, Entoprocta y Cycliophora), que previamente han saltado de un lado a otro en el árbol de lofotrocozoos, dependiendo de los datos y métodos utilizados para ensamblarlo.
Un nuevo estudio publicado la semana pasada (1 de julio) en Science Advances propone que estos tres filos pertenecen al mismo clado, lo que respalda una clasificación que data de 1830 y fue revivida a fines de la década de 1990 . En esa clasificación, los filos se denominaron colectivamente Polyzoa. El nuevo análisis, que incluye datos de alta calidad sobre la expresión génica en ectoproctos (también conocidos como briozans) y entoprocts, sugiere además que el trío fue uno de los primeros en separarse de otros lofotrocozoos.
Rastrear los eventos evolutivos que tuvieron lugar hace cientos de millones de años estudiando solo los pocos linajes existentes en la actualidad es un gran desafío, dice la zoóloga de la Universidad de Copenhague, Katrine Worsaae, que no participó en el estudio. Algunos de estos eventos ocurrieron relativamente rápido dentro del tiempo evolutivo, agrega, lo que complica aún más las cosas.
Además de esos factores, todavía queda mucho por mejorar en la forma en que inferimos estas relaciones, señala, por ejemplo, la calidad de los datos utilizados para construir tales filogenias no siempre es una prioridad. . En el nuevo estudio, los autores hicieron el arduo trabajo de obtener mejores y más datos, lo que . . . es esencialmente lo más importante, dice, y agrega que se deben recopilar muchos más genomas de alta calidad para comprender mejor la evolución de los animales.
Una colonia de Terminoflustra membranaceotruncata, uno de los ectoproctos analizados en el estudioDr. Natalia Shunatova, Universidad Estatal de San Petersburgo
Ectoprocta y Entoprocta, que alguna vez se consideraron el mismo grupo, Polyzoa, se separaron cuando los zoólogos descubrieron que el ano estaba ubicado fuera de la corona del tentáculo en ectoproctos y dentro en entoproctos. Luego vino el descubrimiento en 1995 de Cycliophora, un filo que hasta ahora incluye solo dos especies microscópicas descritas que viven en las partes bucales de las langostas. Pronto se planteó la hipótesis de que Cycliophora estaba estrechamente relacionado con ectoprocts y entoprocts, y con eso, el concepto de Polyzoa resucitó, ahora agrupando los tres filos. Sin embargo, con la llegada del análisis molecular, estos filos se han reorganizado en el árbol de lofotrocozoos, a veces agrupados y a veces divididos, según los métodos filogenéticos utilizados y las especies incluidas.
Konstantin Khalturin, un biólogo molecular del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa y coautor del nuevo estudio, dice que una de las razones por las que los científicos llegaron a varios árboles en conflicto en estudios anteriores es porque los construyeron con secuencias de baja calidad. Como él y sus colegas estaban especialmente interesados en la posición evolutiva de estos filos, dice que invirtieron mucho esfuerzo en recolectar muestras de Ectoprocta y Entoprocta y secuenciaron sus transcriptomas hasta que el equipo logró conjuntos de datos de muy alta calidad.
El equipo utilizó datos transcriptómicos en lugar de la secuenciación del genoma, ya que este último no tenía la calidad suficiente para realizar el análisis, explica Khalturin. Por ejemplo, los entoproctos tienen genomas muy grandes pero son muy pequeños, lo que dificulta extraer suficiente ADN para ensamblar un genoma completo, dice.
Incluso obtener suficiente material para extraer y secuenciar el ARN de estos pequeños organismos es difícil por varias razones. Primero, simplemente comen todo lo que está suspendido en el agua, por lo que sus intestinos contienen todo tipo de organismos diferentes, dice la morfóloga evolutiva de la Universidad Estatal de San Petersburgo Natalia Shunatova, coautora del estudio que recolectó cientos de estos animales en la bahía de Kandalaksha. Mar Blanco en Rusia. Resolvió ese desafío manteniendo a los animales en agua de mar filtrada durante un día para vaciar sus entrañas.
El tamaño de los organismos estudiados y secuenciados en el estudio, que oscilan entre 200 y unos 1.000 micrómetros, complicó aún más la recolección, añade Shunatova. Como son sésiles, viven pegados a las rocas y otros organismos, y cuando intentas recogerlos, obviamente recoges a otros animales sentados cerca de ellos, dice. Para evitar la contaminación, los científicos solo analizaron las partes de individuos y colonias que no estaban en contacto con un sustrato.
El equipo secuenció los transcriptomas de seis especies: cuatro entoproctos y dos ectoproctos, y a partir de ellos generó los proteomas animales, obteniendo un conjunto bastante completo de proteínas relevantes para la comparación. Para cinco especies, pudieron inferir las secuencias de más del 96 por ciento de los genes que se esperaba que se conservaran en la mayoría de los animales según la base de datos BUSCO, en comparación con valores que oscilaban entre el 20 y el 60 por ciento para ambos filos en análisis anteriores. Para construir la historia evolutiva de los taxones, los autores agregaron tres ectoproctos más y un representante de Cycliophora secuenciados previamente por otros equipos para un total de diez especies de los tres filos de interés, que compararon con datos de otros 13 lofotrocozoos y otras 14 especies animales. .
Loxosomella nordgaardi, uno de los entoproctos analizados en el estudioDr. Natalia Shunatova, Universidad Estatal de San Petersburgo
En general, los árboles generados a partir de una serie de análisis filogenéticos utilizando estos datos apoyaron una disposición en la que estos tres filos se agruparon, de acuerdo con la existencia del grupo Polyzoa. Además, en la mayoría de las topologías resultantes, este grupo apareció como la primera rama entre todos los demás filos de lofotrocozoos.
Worsaee señala que el análisis pasa por alto algunos filos de animales microscópicos que están estrechamente relacionados con los lofotrocozoossegún varios estudios, los lofotrocozoos son solo un subconjunto de un clado más grande. Estas especies microscópicas en realidad pueden representar incluso linajes anteriores dentro de este grupo taxonómico más amplio, agrega, por lo que, sin incluirlas, es difícil concluir que Polyzoa es la rama más antigua entre todos los filos relacionados que comparten el mismo ancestro común.
Khalturin explica que él y sus colegas solo usaron genomas o transcriptomas que eran tan buenos como los que obtuvieron para Ectoprocta y Entoprocta, lo que de hecho limitó el número de especies en su análisis. Así, reconoce que sus hallazgos no son la última palabra. Khalturin y Shunatova enfatizan la necesidad de más datos de alta calidad de todos los demás filos de lofotrocozoos. Cuando se disponga de conjuntos de datos genéticos más completos, se puede revisar esta pregunta y verificar una vez más, comenta Khalturin.
Ferdinand Marltaz, un genomicista evolutivo del University College London que no participó en el estudio pero ha colaborado con uno de los autores, está de acuerdo en que hay muchos taxones que juegan un papel muy importante que no están presentes en el análisis. Los autores eligieron maximizar la integridad del conjunto de datos para las especies incluidas, lo cual es válido y ofrece un resultado interesante, dice. Pero agrega que tiene limitaciones, ya que la ausencia de otros grupos puede afectar las topologías resultantes.
En general, los resultados de este nuevo análisis reabren el debate sobre la filogenia de los lofotrocozoos, dice Marltaz, y predice que probablemente desencadenen una nueva ola de estudios en esta área.