Regeneración, metamorfosis, diversidad y adaptación: el secreto de los equinodermos

Dos erizos de arrecife: Tripneustes ventricosus y Echinometra viridis (abajo). Nick Hobgood/Wikimedia Commons

Los pilluelos parecen alfileteros vivientes con conchas de carbonato de calcio; los pepinos de mar se parecen a gusanos gigantes; Las estrellas extienden sus brazos como las flores del mar; Las aberturas se mueven con gracia serpentina y los crinoideos, conocidos como lirios o estrellas de plumas, muestran brazos delgados y ramificados que se asemejan a los delicados abanicos de las plantas.

A primera vista, clasificar juntos a estos animales parece un error taxonómico. Sin embargo, detrás de esta diversidad de formas se esconde una de las historias evolutivas más sorprendentes de la naturaleza: la de los equinodermos, un tipo que ha sobrevivido durante más de 500 millones de años en casi todos los rincones del océano.

Pepino de mar listo para su reproducción. Fototeca Noah., CC BI-SA Material secreto

Todos los equinodermos tienen un esqueleto interno, una estructura calcárea con una microestructura única llamada estereoma.

Un conjunto de genes controla el desarrollo de este esqueleto, que está formado por huesecillos -pequeños huesos- fabricados de carbonato de calcio que pueden estar libres o fusionados entre sí, formando una estructura tridimensional porosa exclusiva de este tipo.

En el erizo, los huesecillos se fusionan, creando conchas rígidas; en las estrellas están articulados, permitiendo flexibilidad; y en los pepinos se reducen a espículas esparcidas en el tejido blando. El resultado es una enorme variedad de soluciones constructivas que parten siempre del mismo “ladrillo” básico.

Esta versatilidad es la que ha permitido a los equinodermos conquistar desde arrecifes tropicales hasta fondos fangosos a miles de metros de profundidad.

Increíble ingeniería hidráulica

Otra innovación compartida es el sistema vascular de los acuíferos, un mecanismo hidráulico único en el reino animal. Sus pies tubulares funcionan como pistones microscópicos que se pueden extender, retraer y pegar con gran precisión.

Las estrellas de mar los utilizan para sujetar y abrir sus caparazones, un proceso lento pero efectivo que puede llevar horas hasta que el caparazón se afloja. Los erizos utilizan sus pies para caminar, adherirse al sustrato e incluso ventilar su cuerpo, mientras que los crinoideos los convierten en abanicos vivientes capaces de filtrar diminutas partículas de plancton.

Estos pies se adhieren gracias a sustancias adhesivas secretadas por unas glándulas especiales, que les permiten fijarse y soltarse de forma controlada. El mecanismo combina presión hidráulica y adhesión bioquímica, dándoles una resistencia y flexibilidad excepcionales.

Este sistema descentralizado, sin un cerebro que lo coordine, consigue mover miles de estructuras al unísono con gran precisión.

Estrella de mar de la especie Protoreaster linckii, originaria del Océano Índico. Adrian Pingstone / Wikimedia Commons., CC BI-SA Un truco de metamorfosis

Todos los equinodermos comienzan su vida como larvas bilateralmente simétricas que nadan libremente en la columna de agua. Estas pequeñas formas planctónicas se alimentan de microalgas y son un vínculo importante en las redes alimentarias marinas.

Pero, durante la metamorfosis, sucede algo único: el lado izquierdo del cuerpo crea un rudimento juvenil y reorganiza la simetría en un plano pentaradial (cinco partes iguales alrededor de la boca), mientras que partes del lado derecho se encogen o desaparecen. Es como si la arquitectura del cuerpo se hubiera derrumbado y reconstruido desde cero, cambiando el plano de simetría en pleno desarrollo.

Ningún otro tipo de animal realiza tal hazaña de transformación.

¿”Todo cabeza”?

Estudios genómicos recientes han añadido otra capa de asombro. Según un estudio de 2023, los genes que forman la cabeza en otros animales se expresan en casi todo el cuerpo de los equinodermos, como si fueran en su mayoría “cabezas”.

Esta reorganización de los programas genéticos explica por qué su anatomía parece tan extraña en comparación con otros deuteróstomos (un tipo de animal que desarrolla primero un ano y luego una boca), un grupo que también incluye a vertebrados como nosotros.

No es que los equinodermos no tengan “tronco”, sino que la evolución, de una manera inusual, ha reutilizado los planos de desarrollo que definen la parte frontal del cuerpo en otros animales.

Superpoderes regenerativos

A estas rarezas se suma un regalo que roza la ciencia ficción: la regeneración. Las estrellas de mar pueden regenerar brazos enteros y, en algunas especies, un brazo puede regenerar todo el cuerpo. Los pepinos de mar mudan parte de sus órganos internos como estrategia de defensa para luego regenerarlos por completo. Los erizos reemplazan constantemente sus espinas y reparan estructuras dañadas.

Estos procesos incluyen tanto la desdiferenciación de células madre como de tejidos adultos, lo que convierte a los equinodermos en verdaderos laboratorios vivientes de biología regenerativa. Para los científicos, el estudio de estos mecanismos es una ventana a posibles aplicaciones en la medicina regenerativa humana.

Especie de Ophiura Ophiopteris antipodum. Wikimedia Commons., CC BI Su papel en el ciclo del carbono

Además de su importancia ecológica, los equinodermos desempeñan un papel importante en la química de los océanos. Al formar carbonato de calcio en su esqueleto, contribuyen al ciclo global del carbono.

Se estima que producen alrededor de 0,1 petagramos (100 millones de toneladas) de carbono inorgánico al año, una cantidad suficiente para afectar el equilibrio de carbonatos en el fondo del océano. Sin embargo, esto no significa necesariamente un secuestro neto de CO₂, ya que parte del material puede disolverse antes de quedar enterrado en los sedimentos.

Crinoideos o lirios de mar. Wikimedia Commons, CC BI-SA Una lección evolutiva

Los equinodermos representan una de las lecciones más profundas sobre la evolución: un ancestro común no limita la diversidad, sino que proporciona las herramientas para una adaptabilidad extraordinaria. El estereoma, el sistema hidráulico y el desarrollo asimétrico funcionaron como un kit de construcción evolutivo tan versátil que permitió la colonización desde cuencas intermareales hasta profundidades abisales.

Cada grupo tomó estas innovaciones fundamentales y las adaptó a sus propias necesidades: los erizos perfeccionaron la defensa y la búsqueda; las estrellas dominan al depredador activo; pepinos especializados para el procesamiento de sedimentos; los ophiuras evolucionaron en una locomoción rápida y los crinoideos regresaron a la filtración en suspensión con renovada elegancia.

La próxima vez que vea un erizo espinoso en un charco de marea, recuerde que está ante el resultado de 500 millones de años de experimentación evolutiva. Su conexión con la elegante estrella de plumas radica en los secretos moleculares, genéticos y de desarrollo que la ciencia moderna ha revelado: un lenguaje común que une a las criaturas más inusuales del océano.

Los equinodermos nos enseñan que lo imposible en biología es sólo una cuestión de tiempo evolutivo, y que la verdadera belleza de la vida no reside en las similitudes superficiales, sino en la infinita capacidad de transformación, conservando siempre la firma de una ascendencia común.