El desarrollo tecnológico que ha alcanzado el ser humano es apabullante, sobre todo si tenemos presente que nuestro punto de partida ha sido la ausencia total de tecnología. Sin embargo, pese a este indiscutible logro en muchos ámbitos de la ciencia nuestra ignorancia supera con creces lo que sabemos. Los científicos tienen algunas pistas notables acerca del origen de la vida y los mecanismos que han desencadenado la evolución de los seres vivos, pero aún están lejos de entender estos fenómenos en toda su extensión.
En este ámbito la perseverancia y el esfuerzo son las mejores herramientas de las que disponen los investigadores en general, y en particular aquellos que se esmeran para entender cómo funciona la gastrulación. Este término intimida un poco, pero, en realidad, es una idea más sencilla de lo que parece. Podemos definirlo de una manera simple aunque no del todo precisa como las primeras etapas del proceso involucrado en el desarrollo del embrión que permite a las células del organismo primigenio dar lugar a la formación de los órganos y los tejidos.
Si nos detenemos un momento y lo pensamos bien resulta sorprendente que la alianza de apenas unas pocas células sea capaz de desencadenar los mecanismos que dan lugar a la formación de un ser vivo extremadamente complejo. Muchos científicos coquetean desde hace décadas con la idea de entender mejor la gastrulación en el ser humano, pero se enfrentan a un gran desafío: no es posible estudiar los embriones en la temprana etapa en la que se produce este fenómeno.
Los embriones de pollo son nuestros mejores aliados para entender la gastrulación
Tres equipos de investigadores de la Universidad de Harvard (EEUU), la Universidad de California en San Diego (EEUU) y la Universidad de Dundee (Escocia) han ideado una estrategia ingeniosa para afrontar este reto. Los embriones de pollo son muy similares a los embriones humanos en la fase temprana en la que se produce la gastrulación, por lo que son candidatos idóneos para estudiar a fondo este fenómeno. No obstante, estos científicos han abordado este proceso con un enfoque multidisciplinar muy original.
Su modelo matemático ha predicho un flujo de las células esencialmente idéntico al que experimentan las ranas y los peces
Y es que los físicos de la Universidad de California en San Diego han implementado un modelo matemático capaz de identificar patrones en sistemas biológicos complejos empleando la información que han recabado los biólogos de la Universidad de Dundee. Esta herramienta es capaz de predecir el desplazamiento de decenas de miles de células en todo el embrión de pollo, un mecanismo que en biología se conoce como flujos de gastrulación.
Hasta ahora no se podía predecir este fenómeno observando un embrión, por lo que estos investigadores han utilizado la capacidad predictiva del modelo matemático que han diseñado para estudiar cómo se produce la gastrulación a partir de condiciones iniciales muy diferentes. Y han obtenido un resultado muy sorprendente: su modelo ha predicho un flujo de las células distinto al observado en los embriones de pollo, pero esencialmente idéntico al que experimentan otras dos especies de animales vertebrados; las ranas y los peces.
Cabía la posibilidad de que este resultado fuese solamente una predicción fallida del modelo matemático, así que optaron por ponerlo a prueba experimentalmente sometiendo a los embriones de pollo en sus primeras etapas de desarrollo exactamente a las mismas condiciones iniciales que introdujeron en el modelo. Y, tal y como había predicho esta herramienta, los flujos de gastrulación de los embriones de pollo discurrieron exactamente como lo hacen en los embriones de las ranas y los peces.
En el artículo que han publicado estos investigadores en la revista científica ScienceAdvances lo explican todo con mucho detalle, y sus experimentos les han permitido llegar a una conclusión fascinante: la presión ambiental sostenida a lo largo del tiempo ha perturbado las condiciones iniciales a las que estaban sometidos los embriones de las especies, desencadenando diferentes flujos de gastrulación, y, por tanto, un desarrollo embrionario distinto a partir de una o unas pocas especies de animales vertebrados.
Imagen de portada: Fayette Reynolds M.S.
Más información: ScienceAdvances
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