Colonias de coanoflagelados y el origen de los animales
Los animales ocupamos un capítulo relativamente breve en la historia de la vida. El promedio de las estimaciones más recientes sitúa el origen de la vida unos 3800 millones de años antes del presente. Los animales aparecen hace unos 650 millones de años, una sexta parte de la historia de los seres vivos. Aunque hay alguna evidencia anterior, el primer organismo indiscutiblemente pluricelular es Bangiomorpha, una alga roja que aparece en el registro fósil hace 1200 millones de años. Es decir, más de la mitad de la historia de la vida está protagonizada exclusivamente por seres unicelulares.
La pluricelularidad tiene ventajas indiscutibles: mayor tamaño, división de funciones entre las células o reproducción sexual. Pero no debe ser fácil constituir un organismo pluricelular, teniendo en cuenta las pocas ocasiones en las que esto ha ocurrido, entre 16 y 22 veces según estimaciones recientes. De estos casos, solo cinco han implicado el desarrollo de grandes grupos taxonómicos: algas rojas, algas verdes y plantas, algas pardas, hongos y animales. De un sexto grupo (las amebas sociales) hablaremos luego.
¿Cómo aparecieron los primeros animales a partir de organismos unicelulares? Esta pregunta la podemos subdividir en dos: ¿qué seres unicelulares están más emparentados con los animales? Y ¿qué procesos condujeron a la pluricelularidad?
Parece bien establecido que nuestros parientes más próximos son los coanoflagelados. Se trata de organismos unicelulares, aunque no es raro que formen colonias. Se caracterizan por presentar un largo flagelo rodeado en su base por prolongaciones del citoplasma a modo de collar. El movimiento del flagelo genera una corriente de agua que pasa a través de esas prolongaciones que actúan como un filtro. De esta forma se retienen partículas alimenticias que serán finalmente fagocitadas.
Este sistema de alimentación es muy similar al de las esponjas, que también tienen células con flagelo y collar, los coanocitos. Otros tipos celulares distribuyen alimento, organizan la estructura de las esponja o participan en la reproducción, pero son los coanocitos los encargados de capturar el alimento. Aparte de esta relación entre esponjas y coanoflagelados, existen otras similitudes a nivel molecular, lo que refuerza la idea del estrecho parentesco entre coanoflagelados y animales.
¿Podemos decir entonces que el origen de los animales pudo estar en colonias de coanoflagelados? La consolidación de dichas colonias y la aparición de nuevos tipos celulares habría originado animales ancestrales tipo esponja, y de ellos derivarían todos los demás animales. Esta es una de las hipótesis que se manejan, pero no es la única. Los interesados en este tema pueden consultar un excelente artículo del grupo de Iñaki Ruiz-Trillo (Instituto de Biología Evolutiva CSIC–UPF) y este estupendo vídeo:
Los organismos pluricelulares actuales se desarrollan por dos mecanismos: clonalidad y agregación. La clonalidad ocurre cuando una célula fundadora se divide y origina el conjunto de células del organismo completo. Esto es lo que ocurre en los animales (a partir del cigoto), las embriofitas (plantas terrestres), los hongos o las algas. La agregación es más rara, y se produce, por ejemplo, en las amebas sociales Dictyostelium. Estas amebas viven como células independientes pero, en situaciones de estrés, se reúnen por miles formando un “organismo” pluricelular. El organismo fructifica y produce esporas, lo que supone el sacrificio de la mayor parte de sus células. Pueden ver aquí este fascinante proceso:
En el caso de los coanoflagelados, las colonias pluricelulares se forman por clonalidad, división a partir de una célula fundadora. Se pensaba que este era el único mecanismo, pero un estudio de un grupo internacional sobre el coanoflagelado Choanoeca flexa ha demostrado que puede formar colonias tanto por división como por agregación de células individuales.
C. flexa vive en charcos de la zona intermareal de la isla caribeña de Curaçao, un hábitat sujeto a fuertes cambios de salinidad debido a la evaporación y las lluvias. Se han registrado contenidos de sal en estos charcos entre 15 y 280 g/L (la salinidad normal está alrededor de los 40 g/L). Este coanoflagelado se presenta en forma de individuos libres o se reúne en colonias en forma de copa con los flagelos hacia dentro. En oscuridad, las células se contraen, los flagelos quedan hacia fuera de la colonia y esto les permite nadar y desplazarse (Figura 1). Curiosamente, el mecanismo de detección de luz se basa en la proteína rodopsina, la misma que actúa en nuestros bastones. Este es un mecanismo casi “animal”, ya que supone una respuesta del colectivo celular a estímulos ambientales.
La formación de las colonias de C. flexa se regula por las condiciones ambientales. Si la salinidad y la densidad celular son bajas, predomina la clonalidad. Si la salinidad es alta, causando estrés, y hay una gran densidad celular, los individuos tienden a agregarse en colonias. Si la salinidad sigue aumentando, debido a la evaporación, las colonias se disgregan y las células pueden formar quistes de resistencia. De esta manera pueden soportar la desecación y esperar a que se vuelvan a formar los charcos por la lluvia o la salpicadura de las olas (Figura 2). En este vídeo se explica todo el proceso:
C. flexa proporciona un extraordinario modelo para el estudio de las transiciones entre uni y pluricelularidad en un organismo relacionado evolutivamente con el ancestro de los animales. Eso sí, estamos lejos de construir un escenario sólido acerca de dicho origen. Como bien ha señalado el grupo de Ruiz-Trillo en un reciente artículo, debido a los límites de nuestro actual conocimiento, el origen de los animales es un caso de “cisne negro biológico”, un suceso inesperado, de gran impacto, y que intentamos racionalizar a posteriori cuando, en realidad, todavía contamos con información insuficiente.
Referencias
Ros-Rocher, N., Reyes-Rivera, J., Horo, U. et al. (2026) Clonal-aggregative multicellularity tuned by salinity in a choanoflagellate Nature doi: 10.1038/s41586-026-10137-y
Sobre el autor: Ramón Muñoz-Chápuli Oriol es Catedrático de Biología Animal (jubilado) de la Universidad de Málaga.
