Los misterios que rodean a los gusanos “zombificadores”

(CNN) – Los gusanos filiformes que viven en las tripas de ciertos insectos hacen que sus anfitriones salten al agua y se ahoguen.

Lo que los científicos sabían acerca de estos parásitos que se asemejan a hilos de espagueti ya era bastante extraño.

Las larvas infestan artrópodos, como grillos y escarabajos, y crecen durante varios meses dentro de sus huéspedes terrestres, pero deben regresar al agua para aparearse y poner huevos. Para hacer eso, los gusanos manipulan el comportamiento de un huésped, obligándolo a buscar agua y sumergirse. Los parásitos pueden salir del trasero del huésped y alejarse nadando.

Pero los gusanos se volvieron mucho más raros

El análisis genético ha revelado que los gusanos crin de caballo, clasificados científicamente como el filo Nematomorpha, tomaron un desvío evolutivo hace muchos millones de años que les costó alrededor del 30% de los genes que se encuentran en todos los demás animales.

Los científicos descubrieron la pérdida cuando secuenciaron los genomas de dos especies de nematomorfos: el gusano piloso de agua dulce Acutogordius australiensis y la especie marina Nectonema munidae.

¿Qué genes faltaban?

Si bien el comportamiento de los gusanos ha sido bien estudiado, se sabe poco sobre su genética. Los investigadores que secuenciaron los genomas de A. australiensis y N. munidae esperaban cambiar eso, dijo Tauana Cunha, autora principal del estudio que se publicó el martes en la revista Current Biology.

Cunha es ahora un científico investigador postdoctoral en el Museo Field de Historia Natural de Chicago, pero comenzó la investigación como candidato a doctorado en el departamento de biología orgánica y evolutiva de la Universidad de Harvard. Sin embargo, cuando los científicos compararon los genomas de sus gusanos crin de caballo con la información genómica de otros animales, algo faltaba, dijo Cunha a CNN.

“Hay un conjunto determinado de genes que se espera que se encuentren en todos los grupos de animales”, dijo. “Se usa como una métrica para la calidad de su genoma”. El mismo grupo de genes, alrededor de 200 en total, estaba ausente en ambas especies de gusanos crin de caballo, lo que sugiere que se trataba de una peculiaridad genómica en el grupo en lugar de un error de datos.

Un análisis posterior reveló que los genes controlaban el desarrollo de los cilios, informaron los autores del estudio.

En Alemania se encontraron dos gusanos crin de caballo de agua dulce enredados, llamados científicamente Gordionus violaceus. Crédito: Gonzalo Giribet.

Estos genes, que también existen en organismos unicelulares llamados protistas y en algunas plantas y hongos, regulan el desarrollo de estructuras cortas parecidas a pelos a nivel celular, llamadas cilios. Los cilios actúan como sensores, ayudan a que las células se muevan y filtran microbios y desechos. La cola de un espermatozoide es un solo cilio especializado; Los cilios también ayudan a los organismos microscópicos a nadar y capturar alimentos. Estas estructuras recubren las superficies de nuestros pulmones y vías respiratorias y crecen en las células de nuestras retinas.

Quedan misterios sobre los movimientos de los gusanos

A pesar de lo útiles que son los cilios, los gusanos de pelo de caballo parecen estar bien sin ellos, informaron los científicos. Estudios previos de nematomorfos han notado que carecen de cilios, pero esto no se había explorado a nivel genético. El nuevo estudio presenta una nueva perspectiva sobre la anomalía, “combinando datos moleculares a escala del genoma y observaciones morfológicas detalladas”, dijo el biólogo Keiichi Kakui, profesor del departamento de ciencias biológicas de la Universidad de Hokkaido en Japón.

Kakui, que no participó en la nueva investigación, fue el autor principal de un estudio que identificó los primeros ejemplos conocidos de gusanos marinos de crin de caballo en crustáceos de aguas profundas llamados isópodos. Pero se desconoce cómo esos parásitos navegan en su entorno, particularmente cuando carecen de las estructuras sensoriales básicas que poseen la mayoría de los animales, dijo Kakui a CNN en un correo electrónico.

“Es difícil para mí imaginar cómo esta especie encuentra y entra a su anfitrión en (las) vastas profundidades marinas”, dijo Kakui.

Hasta la fecha, los científicos han identificado varios cientos de especies de gusanos crin de caballo de agua dulce y cinco especies de gusanos crin de caballo marinos. Los gusanos crin marinos pasan toda su vida en el agua, pero las especies de agua dulce solo son acuáticas cuando son adultas. La manipulación del comportamiento de los animales huéspedes solo se conoce en especies de agua dulce.

Debido a que los linajes de gusanos crin de caballo marinos y de agua dulce divergieron hace millones de años, la pérdida genética probablemente ocurrió en un ancestro y ambos linajes heredaron genomas que carecían de los genes para los cilios, explicó Cunha. “Al secuenciar más especies de gusanos pilosos, encontraríamos aún más evidencia de eso”.

Fotografías manipuladas muestran una langosta rechoncha fallecida del género Munida con un gusano marino de crin de caballo. Los científicos secuenciaron recientemente el genoma de este gusano crin de caballo, que se encontró hace años dentro de una langosta rechoncha. Su caparazón está abierto (derecha) para mostrar dónde se encontró el gusano parásito. Crédito: Martin Sorensen.

Según Kakui, el trabajo es “un gran avance”, ya que los datos genómicos ofrecen información valiosa sobre las relaciones filogenéticas y la evolución del parasitismo en los nematomorfos y sus parientes cercanos.

Los parásitos que alteran el comportamiento del huésped ocurren en muchos grupos diferentes. Ophiocordyceps, el hongo inspirador de la infección “cordyceps” en la serie de HBO “The Last of Us”, secuestra el cerebro de una hormiga y la obliga a trepar a posiciones elevadas donde muere, mientras el hongo brota de su cadáver. El protozoo Toxoplasma gondii suprime el miedo de los roedores a los depredadores y hace que los lobos infectados sean más imprudentes cuando se trata de la dinámica de la manada. Las avispas parasitoides que ponen sus huevos dentro de las orugas también liberan sustancias químicas que convierten a los anfitriones en guardaespaldas de las crías de las avispas.

El video de arriba, tomado por el entomólogo Bruno de Medeiros, curador asistente de insectos en el Museo Field de Historia Natural, muestra gusanos crin de caballo de agua dulce en el Monumento Nacional Muir Woods de California.

Los científicos todavía están ensamblando los mecanismos moleculares que desencadenan estos cambios de comportamiento. Más datos genómicos harán posible que los investigadores comparen genes e identifiquen sus funciones en el control del comportamiento en múltiples especies de parásitos, dijo Cunha.

“¿Comparten algunas similitudes en esos mecanismos, en esos genes que tienen o no tienen?” ella dijo. “Estas son algunas de las preguntas que podremos abordar mejor, ahora que estamos construyendo más recursos genómicos para diferentes animales que no estaban representados antes”.