{"id":18826,"date":"2026-03-19T09:35:03","date_gmt":"2026-03-19T08:35:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ceab.csic.es\/?p=18826"},"modified":"2026-03-19T09:46:25","modified_gmt":"2026-03-19T08:46:25","slug":"les-esponges-van-transformar-el-silici-toxic-dels-oceans-primitius-en-un-motor-devolucio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ceab.csic.es\/es\/les-esponges-van-transformar-el-silici-toxic-dels-oceans-primitius-en-un-motor-devolucio\/","title":{"rendered":"Las esponjas transformaron el silicio t\u00f3xico de los oc\u00e9anos primitivos en un motor de evoluci\u00f3n"},"content":{"rendered":"

Un estudio relizado por investigadores del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC) revela c\u00f3mo las primeras esponjas convirtieron un desaf\u00edo ambiental de los oc\u00e9anos primitivos en una oportunidad evolutiva. El <\/strong>trabajo, publicado en Molecular Biology and Evolution<\/em><\/strong><\/a> y <\/strong>destacado entre los art\u00edculos recientes m\u00e1s relevantes<\/strong><\/a>, explica c\u00f3mo la abundancia de silicio disuelto en los oc\u00e9anos ancestrales impuls\u00f3 hace m\u00e1s de 500 millones de a\u00f1os la aparici\u00f3n de los singulares esqueletos de cristal de estos animales.<\/strong><\/h4>\n

Las esponjas (Porifera) constituyen el grupo de animales m\u00e1s antiguos del planeta y son los \u00fanicos capaces de construir esqueletos de s\u00edlice, el mismo material que constituye el vidrio que usamos los humanos. Para ello, captan silicio disuelto del agua de mar y lo transforman en miles de peque\u00f1as piezas s\u00f3lidas, que conforman su esqueleto. Este proceso, denominado biosilicificaci\u00f3n, se desarrolla en dos etapas. En primer lugar, el silicio disuelto en el agua de mar es transportado al interior de las esponjas mediante unas prote\u00ednas transportadoras; posteriormente, otras prote\u00ednas, denominadas silicificantes, lo precipitan en forma en s\u00edlice s\u00f3lida (vidrio), formando las singulares piezas esquel\u00e9ticas de estos animales.<\/p>\n

\u201cNuestro estudio reconstruye la historia evolutiva de las prote\u00ednas transportadoras mediante el an\u00e1lisis de m\u00faltiples genomas de esponjas, as\u00ed como de\u00a0 centenares de secuencias gen\u00e9ticas de otros numerosos organismos, desde microbios hasta humanos. El conocimiento previo sobre la evoluci\u00f3n de los transportadores de silicio en esponjas consist\u00eda en unas pocas piezas de informaci\u00f3n inconexa, una especie de conjunto de an\u00e9cdotas evolutivas. Sin embargo, sospech\u00e1bamos que esa escasa informaci\u00f3n podr\u00eda ser de la punta de un enorme iceberg y, finalmente, hemos demostrado que los transportadores de silicio han sido elementos centrales en la historia evolutiva y la diversificaci\u00f3n de estos animales<\/em>\u201d, explican los investigadores del CEAB-CSIC Manuel Maldonado y Laia Leria.<\/p><\/blockquote>\n

Los genomas indican que la capacidad de formar s\u00edlice esquel\u00e9tica surgi\u00f3 de manera independiente en al menos cuatro subgrupos diferentes de esponjas. Cada subgrupo no solo desarroll\u00f3 sus propias prote\u00ednas silicificantes, sino que, en cada grupo, las prote\u00ednas transportadoras de silicio describieron trayectorias evolutivas bien distintas.<\/p>\n

Una innovaci\u00f3n gen\u00e9tica clave en el \u00e9xito evolutivo de las esponjas<\/strong><\/h4>\n

Uno de los casos m\u00e1s destacados es el del subgrupo de esponjas heteroscleromorfas, que engloba unas tres cuartas partes de todas las esponjas conocidas en la actualidad y todas ellas poseen esqueleto sil\u00edceo. El estudio ha revelado que estas esponjas adquirieron, via transferencia g\u00e9nica desde una bacteria simbionte, un nuevo tipo de prote\u00edna transportadora de silicio que se sum\u00f3 a las que ya pose\u00edan. Dicha adquisici\u00f3n, junto con la mutaci\u00f3n de una enzima digestiva en una prote\u00edna silicificante, parecen haber confluido en una innovaci\u00f3n decisiva que habr\u00eda propiciado la extraordinaria radiaci\u00f3n evolutiva y el importante nivel de esqueletizaci\u00f3n experimentado por este enorme subgrupo de esponjas.<\/p>\n

En contraste, los subgrupos de esponjas que no adquirieron prote\u00ednas silicificantes acabaron perdiendo tambi\u00e9n el sistema de transporte de silicio y estos grupos han persistido hasta la actualidad sin elaborar esqueletos sil\u00edceos. Entre estas esponjas no sil\u00edceas se encuentran las mullidas esponjas de ba\u00f1o y, en general, son subgrupos que han persistido pobremente diversificados, es decir, formados por s\u00f3lo unas decenas o pocos cientos de especies, frente a las m\u00e1s de 7.000 especies que conforman el grupo de las esponjas heteroscleromorfas.<\/p>\n

De amenaza ambiental a motor de innovaci\u00f3n biol\u00f3gica<\/strong><\/h4>\n

El descubrimiento de que las esponjas que no desarrollaron prote\u00ednas silicificantes acabaron perdieron sus prote\u00ednas transportadoras fue una revelaci\u00f3n crucial, porque nos permiti\u00f3 deducir la causa que propici\u00f3 el desarrollo de la biosilicificaci\u00f3n. En los oc\u00e9anos antiguos, extremadamente ricos en silicio, este elemento deb\u00eda permear de forma accidental en las c\u00e9lulas de las esponjas a trav\u00e9s de las prote\u00ednas transportadoras que inicialmente estaban dise\u00f1adas para la captaci\u00f3n de sustancias vitales esenciales, tales como agua, az\u00facares, alcoholes etc, pero no para transporte de silicio. De hecho, estas esponjas ancestrales aun carec\u00edan de esqueletos sil\u00edceos y, en realidad, el silicio ambiental que permeaba accidentalmente en sus c\u00e9lulas les resultaba t\u00f3xico. Las c\u00e9lulas ten\u00edan que expulsarlo al exterior consumiendo una gran cantidad de energ\u00eda, porque en el exterior la concentraci\u00f3n de silicio era muy elevada y \u00e9ste volv\u00eda permear. Pero en alg\u00fan momento hace unos 520millones de a\u00f1os, las mutaciones hicieron que algunas prote\u00ednas de algunas esponjas cambiaran su funci\u00f3n por azar y comenzaran a precipitar el silicio disuelto en forma de s\u00edlice s\u00f3lida. Esto no s\u00f3lo detoxificaba el silicio de un modo energ\u00e9ticamente menos costoso, sino que generaba un nuevo material bio-mineral en la esponja. Este nuevo material probablemente facilit\u00f3 el \u00e9xito ecol\u00f3gico de las especies, porque no s\u00f3lo permit\u00eda ahorrar energ\u00eda en la gestion del silicio t\u00f3xico, tambi\u00e9n posibilitaba un soporte estructural (esquel\u00e9tico) que permit\u00eda aumentar el tama\u00f1o corporal, protegerse frente a la depredaci\u00f3n y otras funciones positivas que favorecer\u00edan una subsiguiente diversificaci\u00f3n de estos subgrupos de esponjas.<\/p>\n

De este modo, las esponjas transformaron una amenaza ambiental en un motor de innovaci\u00f3n biol\u00f3gica. Las esponjas que no consiguieron desarrollar prote\u00ednas silicificantes perdieron los transportadores de membrana para impedir la entrada de un silicio que no pod\u00edan detoxificar por precipitaci\u00f3n.\u00a0 Se trata de un extraordinario ejemplo de c\u00f3mo el azar de las mutaciones y otros procesos que generan variabilidad gen\u00e9tica (como la adquisici\u00f3n de genes bacterianos), junto con la necesidad de sobrevivir en un entorno hostil, impulsaron innovaciones evolutivas y adaptaciones ecol\u00f3gicas extraordinarias.<\/p>\n

Maldonado y Leria se\u00f1alan que este nuevo conocimiento tambi\u00e9n abre potenciales v\u00edas de colaboraci\u00f3n con la industria del silicio: \u201cuna comprensi\u00f3n m\u00e1s profunda del funcionamiento de estos transportadores de silicio podr\u00eda contribuir al desarrollo de futuras aplicaciones biotecnol\u00f3gicas orientadas a la producci\u00f3n de silicio para semiconductores<\/em>\u201d.<\/p><\/blockquote>\n

Este trabajo da continuidad a una longeva l\u00ednea de investigaci\u00f3n del mismo equipo, cuyo reciente descubrimiento de nuevas prote\u00ednas silicificantes demostr\u00f3 que la capacidad de producir s\u00edlice emergi\u00f3 de manera independiente en diversos linajes animales (Nature Communications<\/em>, 2024<\/a>). Si aquel estudio se centraba en la maquinaria proteica responsable de la polimerizaci\u00f3n de la s\u00edlice, el nuevo trabajo aporta ahora otra pieza clave en este rompecabezas evolutivo: c\u00f3mo las esponjas aprendieron<\/em> a gestionar la toxicidad del silicio en el interior de sus c\u00e9lulas y c\u00f3mo este proceso influy\u00f3 en su posterior \u00e9xito evolutivo.<\/p>\n

Referencia art. cient\u00edfico: Laia Leria, Manuel Maldonado, Innovations in Silicon Transport Shaped the Rise of Biosilicification and Skeletal Evolution in Sponges, Molecular Biology and Evolution, Volume 43, Issue 3, March 2026, msag047, <\/em><\/strong>https:\/\/doi.org\/10.1093\/molbev\/msag047<\/em><\/strong><\/a><\/h5>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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