Un equipo internacional liderado por el Museo Nacional de Ciencias Naturales ha identificado un mecanismo hasta ahora desconocido que revela la compleja relación entre los animales y los microorganismos con los que conviven.
Las esponjas marinas pueden recurrir a las bacterias que viven en su organismo como fuente de alimento durante la reproducción. Es la principal conclusión de un estudio internacional liderado por la investigadora Marta Turon, del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), que aporta nuevas pistas sobre el papel de los microorganismos en el desarrollo de los animales.
El trabajo, publicado en la revista Microbiome, ha estudiado la relación entre la esponja marina Halichondria panicea y el conjunto de microorganismos que viven asociados a ella, conocido como microbioma, a lo largo de su ciclo reproductivo.
Los investigadores han descubierto que, cuando comienza la formación de los embriones, determinadas células de la esponja capturan y digieren una de sus propias bacterias simbiontes para obtener nutrientes.
Las bacterias se convierten en alimento durante la reproducción
Para comprender qué ocurría dentro de la esponja, el equipo utilizó imágenes de microscopía electrónica, secuenciación genética, análisis de la actividad de los genes y mediciones de las comunidades microbianas.
Los resultados permitieron observar cómo unas células conocidas como células nodrizas engullen y digieren grupos de la bacteria Candidatus Halichondribacter symbioticus situados cerca de los embriones.
Hasta ahora, la relación entre esta esponja y sus microorganismos se entendía principalmente como una asociación beneficiosa para ambos. Sin embargo, el nuevo trabajo revela una interacción más compleja.
Durante el desarrollo embrionario, la esponja utiliza parte de su propio microbioma como recurso nutricional para ayudar a sostener el crecimiento de sus embriones.
A medida que avanzaba el desarrollo embrionario, los investigadores observaron además una disminución significativa de esta bacteria.
Al mismo tiempo, aumentaba la actividad de genes relacionados con la respuesta inmunitaria, el reconocimiento de bacterias y la fagocitosis, el proceso mediante el que determinadas células capturan y digieren microorganismos.
Embriones, células nodrizas y las bacterias que están siendo capturadas y digeridas.
Una relación más compleja de lo que se pensaba
Para Marta Turon, el estudio demuestra hasta qué punto los microorganismos que conviven con los animales pueden intervenir en procesos fundamentales como la reproducción.
“El estudio exhaustivo del ciclo reproductivo de Halichondria panicea nos ha permitido comprobar que, para sostener el desarrollo de sus embriones, la esponja recurre a sus propias bacterias simbiontes como recurso nutricional”, explica la investigadora.
El descubrimiento también plantea nuevas preguntas sobre el papel que pueden desempeñar los microbiomas en otras especies.
Comprobar que los microorganismos intervienen de manera tan activa en la reproducción y el desarrollo abre nuevas vías para investigar estas relaciones tanto en las esponjas como en organismos más complejos.
Una estrategia que podría remontarse a los primeros animales
El hallazgo resulta especialmente interesante porque las esponjas pertenecen a uno de los grupos animales más antiguos que existen.
Por ello, los científicos plantean que utilizar microorganismos simbiontes como fuente de nutrientes durante el desarrollo podría ser una estrategia evolutiva muy antigua, presente desde las primeras etapas de la evolución animal.
Esto no significa que el mismo mecanismo se produzca necesariamente en otras especies, pero sí ofrece un nuevo modelo para estudiar cómo las relaciones entre animales y microorganismos han podido evolucionar a lo largo de millones de años.
El descubrimiento abre una nueva vía para comprender hasta qué punto los microbiomas participan activamente en procesos esenciales de la vida animal.
Conocer mejor estas interacciones puede ampliar el conocimiento sobre el funcionamiento de los microbiomas, sistemas que también desempeñan funciones importantes en ámbitos como la salud humana, la agricultura y el mantenimiento de los ecosistemas.
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