Por qué nuestros cuerpos y los de la mayoría de los animales son simétricos (por fuera)

Al ver la increíble belleza y diversidad de la vida en la Tierra, llama la atención que casi todo el reino animal tiene algo en común: la simetría bilateral. De mariposas a morsas, del Tyrannosaurus rex al homo sapiens, la mayoría de los animales tienen un lado derecho y otro izquierdo. Si reflejáramos con un espejo la mitad derecha, veríamos que es casi idéntica a su mitad izquierda. ¿Por qué tendemos a tener esta forma?

Para encontrar la respuesta, hay que viajar a las profundidades del océano... y al pasado remoto. Nos estamos remontando 570 millones de años atrás, a un período de la historia de la Tierra llamado Ediacárico, cuando la vida animal solo existía en los océanos.

Al sumergirnos en el mar, veríamos “una especie de bosques cubriendo el fondo marino, con extrañas hojas flotando, probablemente translúcidas o grises, de hasta un metro de altura”, describe la doctora Frankie Dunn. Esas extrañas hojas, revela la paleobióloga del Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford, “son las cosas más antiguas que podemos decir con seguridad que son animales”. Cosas como la charnia.

“Parece una planta, pero sabemos que solo puede ser un animal porque crece de la manera en que crecen los animales con exclusión de cualquier otra posibilidad”, explica. “Además, porque vivía muy profundo en el océano, por debajo del alcance de la luz, por lo que no podía realizar la fotosíntesis. A primera vista, puede parecer bilateralmente simétrica, pero las ramas derivan secuencialmente unas de otras, lo que llamamos simetría de deslizamiento, que define muchos de los organismos del período Ediacárico”. Se llama deslizamiento porque es como si cortaras un patrón simétrico por la mitad y deslizaras un lado ligeramente hacia arriba.

Hoy en día ya no vemos nada como estas charnias. Existió en una época en la que los primeros animales experimentaron con todo tipo de inusuales planes corporales. Era como si la vida se estuviera probando diferentes atuendos hasta encontrar uno que realmente le gustara. “Hubo muchas formas diferentes de simetría en ese momento, algunas de las cuales desaparecieron, pero que quizás fueron muy útiles durante el Ediacárico, porque el mundo era muy distinto y los organismos respondían a diferentes presiones ambientales”, señala la experta.

Ese período, en el que la vida animal tenía tal diversidad simétrica, no duró para siempre. Llegó un momento en el que las cosas empezaron a cambiar drásticamente, con la aparición de criaturas similares a gusanos. Esa forma de cuerpo -con cabeza y cola- lo modificó todo.

El dominio bilateral

“Si tenés una boca en un extremo y un ano en el otro, podés desplazarte mucho más fácilmente porque no estás expulsando residuos a tu paso”, explica Dunn. “Inmediatamente todo se vuelve mucho más fácil. Con simetría bilateral, podés ser muy aerodinámico a lo largo de tu eje corporal principal. Podés organizar los músculos a lo largo de las salidas de su cuerpo. Comenzás a concentrar las estructuras sensoriales en un extremo de tu cuerpo. Eso permite la diversificación de comportamientos complejos. Los animales comenzaron a excavar en el sedimento, a nadar... a explorar el mundo en 3 dimensiones”.

Es difícil sobrestimar cuánto cambió las reglas del juego la simetría bilateral. Tener una tripa donde la comida entra por un extremo y sale por el otro te da una dirección natural de marcha que, dejándonos de rodeos, es hacia tu comida y lejos de tu caca. Animales como ese gusano ediacárico eran capaces de moverse mucho mejor que otras formas de vida. De repente, la competencia para llegar a las fuentes de alimento se volvió mucho más feroz. Los animales bilaterales superaron a todos los demás y con su triunfo alteraron tanto su entorno que rediseñaron el planeta.

“Cambiaron el mundo por completo porque comenzaron a interactuar con el suelo microbiano, que habría sido más o menos anóxico (con muy poco oxígeno)”, señala Dunn. “Al penetrarlo, lo oxigenaron y comenzaron a destruir el entorno en el que habían habitado las otras criaturas, condenándolas a la extinción. La aparición y diversificación de animales con simetría bilateral es un profundo punto de inflexión en la historia de la vida en la Tierra”.

Entonces, ¿por qué casi todos los animales tienen simetría bilateral? Porque este diseño corporal resultó tan efectivo que, una vez surgió hace 570 millones de años, se convirtió en un éxito arrollador, dominando hasta el día de hoy. La simetría bilateral es el molde de los animales. Bueno, de casi todos los animales.

Maravillas extrañas

Hay un grupo de animales que son una gran excepción a la regla de la simetría bilateral: los equinodermos. “Incluye estrellas de mar, erizos de mar, pepinos de mar y estrellas quebradizas”, señala Imran Rahman, investigador principal en el Museo de Historia Natural de Londres. “Son muy diferentes en su plan corporal y en su diseño, por eso pueden decirnos mucho sobre la evolución y sus límites”.

Raham indica: “Siempre me han fascinado los animales raros, a veces denominados maravillas extrañas”. Y con razón: son sorprendentes e intrigantes. La estrella del mar, por ejemplo, empieza su vida como una larva con simetría bilateral. “Luego suceden cosas estrambóticas. En la metamorfosis, el adulto crece del lado izquierdo y el lado derecho desaparece”. Una vez adultas, esas estrellas con simetría pentarradial parecen creadas para adornar el paisaje submarino pero ¿dónde tienen la cabeza?

“Eso es algo que se discutió durante mucho tiempo”, dice Rahman. “Una investigación reciente indicó que casi todo el animal es la cabeza, sin el extremo posterior que vemos en otros animales. Así que una estrella de mar sería una especie de cabeza incorpórea arrastrándose sobre sus labios”.

A pesar de tener cuerpos tan distintos, los equinodermos han existido durante cientos de millones de años. ¿Por qué lograron sobrevivir en un mundo dominado por animales con simetría bilateral? Nadie lo sabe con certeza.

¿Y las plantas?

Ser bilateral fue una receta para el éxito en los animales. En las plantas, sin embargo, el panorama es más variado. “Para entender realmente por qué las plantas no parecen simétricas, hay que fijarse en su desarrollo”, afirma la botánica Sophie Nadeau, de la Universidad Paris Saclay en Francia.

“En los animales, el plan corporal es definitivo: cuando eres adulto, ya no crecés más. Las plantas están compuestas por módulos (tallo, hojas, flores). Simplemente apilás esos módulos y obtenés una planta que puede crecer indefinidamente”. Si una planta pudiera crecer en condiciones perfectamente controladas, probablemente sería bastante simétrica, añade Nadeau. Pero, el hecho es que no crecen de forma aislada.

Los vientos, la luz del Sol, el espacio que tengan... todo influye en la forma en la que las plantas crecen. “A veces una parte se desarrolla más que la otra, entonces la arquitectura de un árbol o de una planta herbácea no es perfectamente regular”.

Pero, aunque rara vez son perfectamente simétricas, hay simetría en todas partes: las hojas, a menudo, tienen simetría bilateral. “Si nos fijamos en cada órgano, tienen simetría. Los tallos tienen una simetría radial casi perfecta. Si cortas el tronco de un árbol, tiene simetría radial. Por lo tanto, cada órgano es en realidad simétrico”. Así que podés encontrar simetría en las plantas dependiendo de dónde mirés... incluso por dentro. Y eso es interesante, porque si volvemos a los animales, es al revés. A pesar de nuestra simetría externa, en el interior las cosas son mucho menos simétricas.

Aquí y allá

“Hay muchas, muchas asimetrías fascinantes en el cuerpo humano”, apunta el profesor Mike Levin, de la Universidad Tufts, Massachusetts, EE.UU. “Algunas son anatómicas, con órganos como el corazón, el estómago, el hígado, varios otros que en individuos normales solo se encuentran en un lado del cuerpo. Hay algunas asimetrías anatómicas menos obvias, como las del cerebro, que es en realidad ligeramente diferente de izquierda a derecha. Y luego hay algunas funcionales o fisiológicas realmente interesantes, por ejemplo, ciertos estados de enfermedad ocurren con mayor frecuencia en un lado del cuerpo, como el cáncer de mama, que se presenta con mayor frecuencia en un lado o en el otro. Esas asimetrías crípticas que revelan que las células realmente saben que no son iguales”.

La razón de esa asimetría en nuestros órganos internos, con el hígado o el bazo en un lado u otro y nuestros intestinos enroscados hacia atrás, puede ser que sencillamente es la forma más eficiente de empacar todas esas cosas. “Pero, la forma en que todos los embriones pueden determinar de manera confiable qué lado del cuerpo debe recibir el asa del corazón y el intestino, etc., es una cuestión muy fascinante”, comenta Levin.

La asimetría plantea un rompecabezas porque es algo muy difícil de lograr para los sistemas biológicos. Podés valerte de la gravedad para determinar tu posición hacia arriba si estás abajo, pero calcular hacia la izquierda y la derecha es mucho más difícil.

¿Cómo lo hacen las células?

Realmente no lo sabemos. “¿En qué momento del desarrollo embrionario las células descubren por primera vez en qué lado del cuerpo están? Si so una bola de células, ¿cómo sabés dónde está tu línea media, en primer lugar, y qué mecanismos básicos te permiten distinguir la izquierda de la derecha?”. Son muchas las preguntas.

Una respuesta tiene que ver con la forma en que las moléculas de las células se autoensamblan naturalmente en espirales en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario, lo que crea una asimetría que luego se amplifica con el desarrollo. Pero, como quiera que suceda, según Levin, la asimetría podría ser fundamental para la vida misma.

“La asimetría abarca toda la escala de la biología, desde los eventos cuánticos que primero rompen la simetría en adelante, y se extiende a lo largo del desarrollo, en el comportamiento y hasta en nuestras obras de arte. Me parece asombroso que se vincule desde las sutiles propiedades moleculares del mundo cuántico hasta el impacto cultural y social”.

La asimetría sigue siendo un misterio, pero las razones de la simetría, al menos en los humanos y en todos los demás animales bilaterales, son claras. Es un diseño muy ventajoso, como resalta Frankie Dunn. “Los bilaterales estaban destinados a triunfar porque su plan corporal es muy bueno para muchas cosas diferentes, como volar, nadar, caminar, y porque es tan susceptible a la innovación”.

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