Resumen (TL;DR):
- Investigadores del EMBL y la Universidad de Ginebra identifican fuerzas físicas que moldean a los organismos.
- El estudio analizó 6 especies de cnidarios para descubrir 3 módulos mecánicos clave en el desarrollo.
- Alterar estos módulos cambia radicalmente la anatomía, demostrando que los genes no actúan solos.
Un nuevo estudio publicado el 20 de marzo en la revista Cell demuestra que las propiedades mecánicas de los tejidos impulsan la gran variedad de formas corporales en el reino animal. Investigadores del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) y la Universidad de Ginebra acuñaron el término “mecanotipos” para describir cómo la combinación de fuerzas físicas explica y predice el desarrollo de diferentes anatomías.
El equipo, liderado por Aissam Ikmi, analizó cnidarios como corales, medusas y anémonas de mar. A pesar de tener estructuras corporales simples, estos organismos presentan una diversidad visual enorme.
Al examinar seis especies distintas, los científicos identificaron tres módulos mecánicos que controlan dos rasgos biológicos: el alargamiento (qué tan compacto o estirado es el cuerpo) y la polaridad (si la boca es más ancha o estrecha que la base).
“Los genes proporcionan el plano, pero no pueden predecir cómo se comportarán físicamente los tejidos para crear la forma final”, explicó Ikmi.
Mecanotipo es un conjunto único de módulos mecánicos que funciona como perillas de ajuste para determinar la forma física exacta de un organismo vivo.
De la teoría centenaria a la modificación celular
El marco teórico retoma los conceptos del biólogo escocés D’Arcy Thompson, quien en 1917 argumentó en su libro On Growth and Form que las leyes de la física son centrales en el desarrollo biológico.
El nuevo trabajo une esta visión clásica con la mecanobiología moderna gracias a la colaboración directa entre biólogos, matemáticos y físicos, incluyendo al físico teórico Guillaume Salbreux y al investigador postdoctoral Nicolas Cuny.
Para comprobar si modificar un mecanotipo cambiaría la anatomía del animal, el equipo experimentó con la anémona de mar Nematostella:
- Alteraron genéticamente un módulo que controla la organización celular en el eje del cuerpo.
- Las larvas, originalmente alargadas, adquirieron una forma completamente redonda.
- Al perturbar múltiples módulos simultáneamente, transformaron la polaridad de Nematostella hasta hacerla idéntica a una especie diferente (Aiptasia).
“Creo que el principal logro de este estudio es demostrar la relevancia de abordar la evolución morfológica desde la perspectiva de los principios físicos mesoscópicos, una idea que fue propuesta hace más de un siglo por D’Arcy Thompson”, detalló Cuny.
Este avance replantea los modelos básicos de la evolución anatómica. El código genético dicta las instrucciones, pero la arquitectura definitiva de cualquier criatura depende del comportamiento mecánico de sus propias células.
Fuentes: popsci, embl, bioengineer, sciencedirect, vumc
