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Posts Tagged ‘Filogenias’

El esqueleto interno fue un rasgo que apareció hace unos 560 millones de años y gracias al cual se pudo diversificar un grupo de animales llamados vertebrados. Los primeros componentes del grupo carecían de mandíbula (agnatos), cosa que podemos obserservar en unos pocos grupos que han sobrevivido ahata nuestros días: las lampreas y los mixinos, animales de vida parásita y detritívora, respectivamente, que carecen de mandíbulas.

lamprea

Fig. 1: La lamprea (Petromyzon marinus) es uno de los pocos representantes del grupo de los Agnatos (sin mandíbulas) que existen en la actualidad. Presenta  | Autor: Engineer111 y Drow_male

Durante la evolución de los vertebrados, hace unos 530 m.a., hubo un momento en que se fueron desarrollando gradualmente unas mandíbulas, lo cual fue muy ventajoso, diferencia tan importante que los portadores de esta nueva característica (denominados gnatostomados, y cuyos representantes más antiguos son los tiburones y rayas) se separan del resto como las dos líneas ascendentes de la letra “V”. No obstante, los cambios de estilo de vida no suelen ser tan fáciles, porque en la evolución existe cierta homeostasis, cierta tendencia a no cambiar debido a que gran parte de los rasgos han sido seleccionadas previamente,  y a que la inmensa mayoría  de características que surgen lo hacen de manera azarosa (principalmente por mutación) y es poco probable que sean relativamente beneficiosas. Esto conlleva a que los cambios evolutivos se produzcan de manera progresiva y que con las nuevas adaptaciones surjan nuevos problemas que se deben resolver. Se piensa que el origen de la inmunidad adaptativa es un caso claro de esta generalidad.

tiburon nodriza

Fig. 2: Tiburón nodriza (Ginglymostoma cirratum), organismo mandibulado modelo en inmunología. | Autor: Albert Kokz

Existen dos tipos de estrategias inmunitarias: la inmunidad innata y la inmunidad adaptativa. La primera está presente en casi todos los seres vivos, la cual consiste en un sistema de barreras físicas (como la piel), químicas (citoquinas) y celulares (macrófagos) que detectan y atacan al patógeno de manera inespecífica; mientras que la segunda está presente en los vertebrados mandibulados, formada principalmente por anticuerpos y Linfocitos B y T que confieren una respuesta más rápida, específica y con memoria. Sin embargo, recientemente se ha observado en lampreas un tipo especial de inmunidad adaptativa que está basado en Receptores Variables de Linfocitos (VLR) que tienen un plegamientos típico de Repeticiones Ricas en Leucina (LRR) a diferencia de los dominios Inmunoglobulina de los anticuerpos en mandibulados [1].

macrófago y linfocito

Fig. 3: Macrófagos (izquierda) y linfocitos (derecha), células típicas del sistema inmune innato y adaptativo, respectivametne | Autor: Susan Arnold y Dr. Triche

Las diferencias entre la inmunidad adaptativa de peces con y sin mandíbula hace pensar que dicho proceso evolucionó de forma separada tras la separación de ambos grupos. Según la hipótesis mandíbula, los mandibulados primitivos tuvieron gran ventaja para capturar presas animales, permitiéndole una auténtica vida depredadora, al poder capturar presas animales más grandes y de manera más selectiva.

A pesar de todo, no marchó tan bien como a priori cabría esperar, pues como consecuencia de este cambio de hábito tuvieron una alta tasa de infecciones por microbios y parásitos en su tracto intestinal. Esto podría estar causado por lesiones físicas en el tubo digestivo infligidas por presas animales que, con frecuencia, tenían elementos duros como huesos o escamas. También las nuevas relaciones depredador-presa pudieron favorecer el paso a otros hospedadores de microorganismos; además pudo mantener a raya la flora intestinal [2].

Otra idea que se ha propuesto es el “Big Bang” inmunológico, el cual explica la aparición de los genes RAG (esenciales para la generación de variabilidad de las inmunoglobulinas) a partir de elementos transponibles que invadieron y rompieron un antígeno ancestral; mientras que la variedad de péptidos que forman las Ig pudieron originarse gracias a las numerosas duplicaciones génicas producidas próximas al origen de los vertebrados [3].

filogenia vertebrados

Fig. 4: Filogenia de los cordados, donde se observa los grupos de las lampreas (flecha superior) y los tiburones (flecha inferior). La inmunidad adaptativa de mandibulados (en azul) se pudo originar como consecuencia del nuevo estilo de vida que trajo consigo esta adaptación. | Fuente: Trends in Inmunology © [3]

El estudio de la diversidad de sistemas inmunológicos está creciendo en la actualidad y debe seguir avanzando, ya que aportará nuevas herramientas a la ciencia y podrá tener aplicaciones en medicina y en biología de la conservación.


[1] Pancer, Z and Mariuzza RA (2008) “The oldest antibodies newly discovered”. Nature Biotechnology 26: 402 – 403 | Enlace

[2] Matsunaga, T and Rahman, A (1998) “What brought the adaptive immune system to vertebrates? – The jaw hypothesis and the seahorse”. Immunological Reviews 166: 177-186 | Enlace

[3] Kasahara, M et al. (2004)“On the origins of the adaptive immune system: novel insights from invertebrates and cold-blooded vertebrates”. Trends in Immunology 25: 105-111 | Enlace

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