Una noche de verano de 2023, Kei Jokura entró emocionado en el laboratorio de biología marina del Instituto Oceanográfico Woods Hole de Massachusetts con una gota en un vaso de precipitados. El biólogo acababa de llegar de la primera planta, donde los tanques albergaban una colonia de gelatinosas medusas de peine, también conocidas como nueces de mar.
La mancha era más grande que las demás y parecía que dos de ellas se habían fusionado en una. “Al principio no podía creer lo que estaba viendo”, recuerda Jokura, que entonces era investigador posdoctoral en la Universidad de Exeter, en el Reino Unido.
Mariana Rodríguez-Santiago, investigadora posdoctoral de la Universidad Estatal de Colorado, estaba trabajando en su propio proyecto cuando apareció Jokura. “Todos estábamos asombrados y maravillados, pensando: ¿Cómo pueden fusionarse y seguir nadando y moviéndose como una unidad?”, explica. Tomó una pipeta y pinchó suavemente uno de los ejemplares. Se retorció. Simultáneamente, también lo hizo el ejemplar al que parecía estar unido. “Pensamos: ‘¿Son capaces de sentir lo mismo? ¿Son un solo individuo? ¿Dos individuos? ¿Cómo podemos desentrañar esto?”, recuerda.
Durante las semanas siguientes, Rodríguez-Santiago ayudó a Jokura a combinar varias parejas de las medusas de peine, conocidas científicamente como Mnemiopsis leidyi, para ver qué ocurría. Los resultados de la investigación dirigida por Jokura, publicados el 7 de octubre en la revista académica Current Biology, demostraron que los dos ejemplares no solo podían fusionar sus cuerpos, sino también sus sistemas nervioso y digestivo. Dos se convertían en uno.
“El fenómeno de la fusión ha planteado muchas cuestiones interesantes, como qué genes intervienen en la fusión, qué ocurre con la señalización neuronal y qué define el ‘yo’ y el ‘no yo’”, afirma Jokura, que ahora es investigador posdoctoral en el Instituto Nacional de Biología Básica de Japón. “Cada uno de estos temas tiene el potencial de desafiar nuestra comprensión fundamental de la biología”.
Las medusas de peine se encuentran en todo el mundo, tanto en aguas costeras como en las profundidades oceánicas. Aunque su aspecto es similar al de las medusas, no pican y pertenecen a un filo distinto, Ctenophora, que en griego significa “portadoras de peines”. Se llaman así por sus peines, unas hileras de apéndices pilosos llamados cilios que utilizan para desplazarse por el agua.
Los ctenóforos son uno de los animales más antiguos de la Tierra, si no el más antiguo, y posiblemente el hermano de todos los demás animales del árbol de la vida, por lo que “ofrecen una oportunidad única para estudiar aspectos fundamentales de la función del sistema nervioso”, explica Rodríguez-Santiago, coautora del estudio.
“Pertenecen a un grupo de animales que estaban allí cuando evolucionaron los primeros animales”, afirma Pawel Burkhardt, biólogo evolutivo e investigador de la Universidad de Bergen, Noruega. Burkhardt fue coautor de otro informe de octubre sobre M. leidyi, publicado en la revista PNAS, en el que se demostraba que el ctenóforo es capaz de revertir su desarrollo, volviendo a una etapa vital anterior tras sufrir estrés. No participó en el estudio publicado en Current Biology.
“Los dos estudios recientes ponen de relieve que los ctenóforos tienen la posibilidad de adaptarse rápidamente a entornos cambiantes y que sus programas de desarrollo son potencialmente más flexibles que los de otros animales”, afirmó.
La fusión como mecanismo de supervivencia
El artículo de Jokura sugiere que también es posible que los ctenóforos carezcan del mecanismo protector de alorreconocimiento que permite a un organismo distinguir entre sus propias células y tejidos y los de otro organismo. En los humanos, por ejemplo, el alorreconocimiento es la base del rechazo de órganos que se produce en las operaciones de trasplante.
Jokura estaba estudiando cómo responde M. leidyi a la luz cuando descubrió que dos ejemplares heridos se habían unido. Curiosos por recrear el fenómeno, él y Rodríguez-Santiago empezaron a experimentar. Cortaron partes de varios ejemplares y colocaron las parejas extirpadas juntas en placas de Petri durante la noche.
Nueve de cada 10 parejas se fusionaron con éxito, dando lugar a animales con dos órganos sensoriales y dos pares de orificios anales, mientras que las medusas de peine típicas solo tienen uno de cada.
Según Jokura, la fusión se produjo mucho más rápido de lo que esperaban los investigadores. “Para observar el proceso de fusión, esto es, cuándo y cómo se produce, realizamos imágenes de lapso de tiempo”, explica. El equipo de investigación colocó medusas de peine cortadas cerca unas de otras y esperó.
Al principio, las medusas seguían contrayendo sus músculos de forma independiente. Al cabo de una hora, sus movimientos rítmicos empezaron a sincronizarse. A las dos horas ya estaban sincronizadas. Cuando se les pinchaba suavemente en un lado, ambos lados del organismo combinado se contraían al unísono.
Las imágenes mostraron otra capa de la fusión: los sistemas digestivos de los animales también se combinaron. Los investigadores introdujeron una artemia marcada con fluorescencia en una de las bocas de un par de medusas de peine que habían estado fusionadas durante dos días. A continuación, el equipo siguió el movimiento de la comida con un microscopio.
Las partículas digeridas viajaron por el canal digestivo, cruzaron el límite de fusión y entraron en el tubo digestivo del otro animal, “y el otro individuo podía hacer heces con la comida”, explicó Rodríguez-Santiago. Finalmente, los residuos eran expulsados por ambos anos, cada uno a su tiempo.
Investigaciones futuras
Lo que Rodríguez-Santiago considera más interesante del estudio es la forma en que pone en tela de juicio lo que ella consideraba “límites bastante rígidos” entre el yo y el otro.
El alorreconocimiento se considera una adaptación de protección porque permite al organismo rechazar células extrañas que podrían introducir enfermedades peligrosas. Pero estos animales “eluden ese rechazo sensorial para tener más posibilidades de sobrevivir”, explica.
Burkhardt cree que estos hallazgos podrían ayudar a los científicos a comprender cuándo evolucionaron los animales hacia la capacidad de alorreconocimiento y cómo los sistemas nerviosos simples forman y procesan la información.
Jokura quiere seguir estudiando cómo se engranan los sistemas nerviosos de las medusas tras la fusión. “Me gustaría investigar cómo se integran sus ‘pensamientos’”, afirmó. “Visualizando las redes neuronales, podríamos explorar algo parecido a la fusión de la conciencia”.
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