Hace cientos de millones de años, algunos animales comenzaron a abandonar el medio acuático y colonizaron tierra firme. Su transición marcó un punto de inflexión en la historia de la vida: transformó los ecosistemas terrestres y abrió el camino a la ingente diversidad de especies de animales que conocemos hoy. 

Sin embargo, este salto fuera del agua no ocurrió una sola vez; distintos linajes lo lograron en diferentes momentos de la evolución. Aunque todos afrontaron retos similares - como la desecación, la exposición solar, la reproducción o la percepción sensorial fuera del agua -, se desconocía si estos animales compartieron un mismo mecanismo evolutivo para emerger a tierra firme desde el medio acuático. 

 Ahora, un estudio liderado por el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), revela que la conquista de tierra firme no siguió un único camino. El trabajo muestra que distintos linajes animales encontraron, de forma independiente y repetida, sus propias soluciones genéticas para vivir fuera del agua. Publicado en Nature Communications, el estudio descubre que estas especies lograron responder a las nuevas exigencias ambientales reutilizando y modificando sus repertorios genéticos.

“La evolución no siguió un manual genético único para pisar tierra firme”, explica Rosa Fernández, investigadora principal del IBE (CSIC-UPF) en el Metazoa Phylogenomics and Genome Evolution Lab y responsable del estudio. “Cada linaje animal reutilizó de manera diferente las piezas que ya tenía disponibles y las combinó de forma novedosa para afrontar desafíos similares”.

Tras la pista genética del origen de la vida animal terrestre  

Para llevar a cabo el estudio, el equipo analizó los genes implicados en la adaptación de cada especie a la vida fuera del agua. “El mar es un medio relativamente estable y abandonarlo supuso un gran estrés fisiológico”, comenta Gemma Martínez, co-primera autora del estudio y anteriormente investigadora predoctoral en el grupo de Fernández.

En total, analizaron más de 1.000 genomas animales. Esta extensa base de datos permitió identificar hasta 15 eventos independientes de terrestrialización - de colonización del medio terrestre -, a lo largo de decenas de millones de años. 

El estudio, el más amplio realizado hasta la fecha, ha permitido reconstruir con gran precisión cómo emergió la vida animal terrestre. El análisis reveló que durante este proceso los animales tendieron a perder genes, pero no a incorporar material genético nuevo.

El bricolaje genético permitió a los animales pisar tierra firme

Sin embargo, identificar genes ganados o perdidos durante la evolución - como se había hecho en estudios anteriores - no basta para comprender cómo se adaptaron estos animales al nuevo medio. A este fin, el equipo realizó ensayos de laboratorio con especies actuales emparentadas con las protagonistas de la terrestrialización. 

Los experimentos reprodujeron algunos de los desafíos del salto a tierra firme, como la oxidación, la desecación, la radiación ultravioleta, los gradientes químicos o la escasez de alimento. “Para realizar un análisis comparativo de alta precisión, tuvimos que llevar a cabo cientos de experimentos funcionales que nos permitieron identificar qué genes se activaban en cada especie en respuesta al estrés ambiental, y comprobar si eran exclusivos de cada especie o compartidos por todas”, añade Klara Eleftheriadi, co-primera autora del estudio y anteriormente investigadora predoctoral en el grupo de Fernández.

Montaje fotográfico elaborado a partir de imágenes de Wikimedia Commons. De izquierda a derecha y de arriba abajo: Cangrejo herradura (dominio público); nematodo marino (CC0 1.0); planaria terrestre (LiCheng Shih, CC BY 2.0); Gusano cinta terrestre (Guido Bohne, CC BY-SA 2.0); lombriz de tierra (Rob Hille, CC BY-SA 3.0); gusano aterciopelado Ooperipatellus (Marshal Hedin, CC BY-SA 2.0); caracol terrestre (CC0 1.0). Imágenes originales recortadas y combinadas en un collage. Licencias disponibles en: Creative Commons.

El análisis reveló que no existía un conjunto común de genes, compartido por todos los filos, que respondiera a las mismas situaciones de estrés. Sin embargo, aunque cada linaje utilizaba combinaciones génicas distintas, estas cumplían funciones similares.

En conjunto, los hallazgos apuntan a que las especies ancestrales partieron de una amplia redundancia genética y que, progresivamente, fueron perdiendo los genes que ya no necesitaban. “Detrás de la innovación necesaria para afrontar el salto a tierra firme encontramos un proceso de bricolaje genético”, comenta Fernández. “Las especies se deshicieron de lo prescindible y reutilizaron genes que ya formaban parte de su repertorio para cumplir nuevas funciones”.

 Una nueva mirada a la historia evolutiva de los animales

 El estudio ofrece una nueva visión sobre la colonización animal de tierra firme y señala la reutilización de material genético preexistente como un motor clave de la innovación evolutiva.

“Los resultados nos invitan a pensar en la terrestrialización no solo como un cambio de hábitat, sino como una profunda reconfiguración funcional de la biología animal, basada en el uso del repertorio genético preexistente y no en la creación de soluciones completamente nuevas”, apunta Fernández. 

Este estudio no hubiera sido posible sin el acceso a secuencias genómicas de alta calidad de todas las especies analizadas. En el marco de su investigación, el equipo de Fernández ha contribuido con
decenas de nuevos genomas y transcriptomas a bases de datos globales de acceso abierto.

“Es esencial disponer de información genética que represente toda la diversidad animal, para incorporar todos los filos a los estudios y evitar que algunos grupos estén infrarrepresentados en los análisis genómicos”, añade Fernández, también implicada en el Atlas Europeo de Genomas de Referencia (ERGA, por sus siglas en inglés). “Solo ampliando la mirada a especies y linajes menos conocidos podremos descubrir piezas clave de la historia evolutiva que aún desconocemos”.

 Artículo de referencia:

Gemma I. Martínez-Redondo, Klara Eleftheriadi, Judit Salces-Ortiz, Nuria Escudero, Fernando Ángel Fernández-Álvarez, Belén Carbonetto, Carlos Vargas-Chávez, Raquel García-Vernet, Javier Palma-Guerrero, Libe Rentería, Iñaki Rojo, Cristina Chiva, Eduard Sabidó, Aureliano Bombarely  y Rosa Fernández (2026). Convergent genomic trajectories shape adaptation to life on land across animal lineages. Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-026-75551-2