La evolución de los animales se representa a menudo como un gran árbol filogenético que nos conecta a todos y que se estrecha hacia los primeros ancestros de cada grupo. Sin embargo, nunca hemos identificado al primer ancestro del reino animal: aquel organismo unicelular que, en algún momento de la evolución, dio paso a formas de vida multicelulares. Este misterio fundamental de la biología evolutiva sigue sin respuesta, pero hoy podríamos estar un poco más cerca. 

Un nuevo estudio internacional coliderado por el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), y la Universidad de Indiana Bloomington (EE. UU.), aporta nuevas pistas sobre esta transición evolutiva y sitúa la agregación celular como uno de los mecanismos que pudieron contribuir al origen de la multicelularidad animal. 

El trabajo, publicado en Nature, muestra que Ministeria vibrans, un pequeño organismo unicelular marino y uno de los parientes vivos más cercanos de los animales, forma agregados multicelulares estables cuando entra en contacto con la bacteria marina Thalassospira lucentensis. El microorganismo activa de manera coordinada cientos de genes implicados en adhesión celular, señalización intercelular y regulación del desarrollo, muchos de ellos considerados fundamentales para la organización de los tejidos animales. 

La agregación celular pudo ser un paso clave hacia la multicelularidad animal 

Hasta ahora, la comunidad científica debatía si el ancestro de los animales empezó a formar cuerpos organizados mediante la división incompleta de una sola célula (clones) o mediante la agrupación de células independientes (agregación). La hipótesis clonal predominaba porque la agregación podría generar más dificultades: podría verse amenazada, por ejemplo, por células "tramposas" que se beneficiaran sin  contribuir al grupo.

Sin embargo, el equipo observó que, en presencia de T. lucentensis, las células de M. vibrans inician un proceso de agregación rápido, coordinado y altamente reproducible.

A través de conexiones retráctiles en sus filopodios (proyecciones celulares en forma de tentáculos), las células individuales se unen de forma masiva para formar estructuras tridimensionales estables que persisten durante más de dos meses.

“Observamos que uno de los parientes unicelulares de los animales dispone de las herramientas genéticas para formar agregados estables, y eso nos obliga a replantear la historia de la multicelularidad”, comenta Iñaki Ruiz-Trillo, investigador principal del IBE e investigador ICREA que ha coliderado el estudio. 

Genes clave para los tejidos animales ya actuaban antes del origen de los animales

Entre los genes activados por M. vibrans, el estudio destaca mecanismos que desempeñan funciones esenciales durante el desarrollo embrionario y la formación de tejidos y órganos animales. Cuando se agrega, el protista activa genes que codifican o están relacionados con moléculas de adhesión celular como las cadherinas, componentes de la matriz extracelular como el colágeno, así como elementos de vías de señalización tan relevantes como Hippo y Notch, fundamentales en animales para coordinar el crecimiento, la comunicación celular y la organización de los tejidos.

Un análisis transcriptómico detallado reveló también un patrón temporal: antes de la agregación, las células reducen la expresión de genes asociados al metabolismo basal, lo que les permite ahorrar energía. Durante las primeras fases de agrupación, se activan genes relacionados con la captura de alimento y la respuesta celular al entorno. Posteriormente, en los agregados más desarrollados, se incrementa la expresión de genes asociados a migración celular, remodelación tisular y muerte celular programada, procesos fundamentales para la organización de organismos multicelulares complejos. 

"Cuando analizamos los datos genéticos y vimos la activación en bloque de las cadherinas y la vía Hippo, nos quedamos fascinados. No es que estos microbios tengan los genes flotando en su ADN como piezas sueltas; es que saben exactamente cuándo y cómo encenderlos para pasar de ser individuos solitarios a una unidad coordinada. Esto demuestra que las herramientas genéticas para construir un animal ya estaban inventadas mucho antes de que apareciera el primer animal en la Tierra", explica Iñaki Ruiz-Trillo, investigador principal del Multicellgenome Lab del IBE.

La vida en grupo pudo favorecer la alimentación y la reproducción

El equipo de investigación propone dos motores evolutivos principales detrás de este comportamiento cooperativo: la optimización de la alimentación y la reproducción sexual. Las células integradas en la comunidad crecieron más que las células procedentes de agregados disueltos en el laboratorio. Sin embargo, el equipo advierte de que el estrés de su manipulación también pudo alterar el crecimiento de estas últimas.

Por otro lado, imágenes de microscopía electrónica muestran que los agregados retienen bacterias y biopelículas bacterianas en los espacios entre células, generando una reserva potencial de alimento.

El estudio también detectó una fuerte activación de genes asociados a la meiosis, un tipo de división celular vinculado a la reproducción sexual, en las fases tempranas de la agrupación, lo que sugiere que estas comunidades celulares podrían facilitar el intercambio genético y el apareamiento. 

"Este estudio nos demuestra que la agregación celular reversible no fue un callejón sin salida evolutivo, sino una estrategia adaptativa formidable ante condiciones ambientales cambiantes. Esta flexibilidad pudo preadaptar a los linajes preanimales para una integración celular permanente", explica Iñaki Ruiz-Trillo.

Los autores señalan que las condiciones del laboratorio no pueden replicar todas las presiones ecológicas del océano abierto. Sin embargo, el estudio abre la puerta a futuras investigaciones sobre los mecanismos de agregación celular de los protistas que podrían responder una de las grandes preguntas de  la biología evolutiva: cómo fue nuestro ancestro unicelular.

Este proyecto de investigación científica ha sido financiado de forma transparente mediante fondos públicos de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de los Estados Unidos, el Consejo de Investigación de Suecia y el Consejo Europeo de Investigación (ERC, proyecto MISSINGRELATIVES).

Artículo referenciado:

Li, R., Dharamshi, J.E., Kwok, K. et al. A unicellular relative links aggregative multicellularity to animal origins. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10748-5