L'intercanvi genètic va contribuir a generar els descomponedors del planeta

Els descomponedors són vitals perquè la Terra continuï sent habitable, en degradar biomassa morta i retornar nutrients fonamentals, com el carboni, el nitrogen i el fòsfor, a l'ecosistema. La major part dels descomponedors, com ara els fongs, sobreviuen mitjançant l'osmotròfia, una forma d'alimentació que consisteix a absorbir nutrients dissolts en lloc de devorar preses. No obstant això, encara no queda clar de quina manera va sorgir repetidament aquest mètode d'alimentació al llarg de l'arbre de la vida eucariota (l'extens grup d'éssers vius amb cèl·lules complexes, com ara les plantes i els animals, que també inclou altres grups d'organismes menys coneguts, però amb importància ecològica).

En un estudi nou, dirigit per la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) amb investigadors de l'Institut de Ciència i Tecnologia d'Okinawa (OIST, per les seves sigles en anglès), la Universitat d'Oxford, el Barcelona Supercomputing Center (BSC) i l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), entre d'altres, s'ha reconstruït la història evolutiva de l'especialització osmotròfica en els organismes eucariotes, la qual cosa demostra que l'intercanvi genètic entre espècies va tenir un paper fonamental en l'evolució repetida d'aquesta estratègia d'alimentació. Les seves troballes suggereixen que els organismes osmotròfics van aparèixer per primera vegada fa entre 720 i 1.000 milions d'anys. Així mateix, els resultats indiquen que la transferència horitzontal de gens (el procés pel qual els gens passen d'una espècie a una altra) va desenvolupar una funció important en l'evolució d'aquests gens. Aquest intercanvi horitzontal, en lloc d'esperar que una funció gènica existent en altres organismes evolucioni des de zero, suposa un canvi conceptual.

L'article, publicat recentment a Nature Ecology and Evolution, se suma al lent canvi en la manera en què els biòlegs consideren que evoluciona la vida i s'hereten els gens.

Aprofundint en la història dels descomponedors

En aquest estudi, l'equip va comparar els genomes d'espècies de quatre grups osmotròfics amb una relació llunyana. A part dels fongs, que és el més conegut i estudiat d'aquests grups, altres tres llinatges eucariotes van passar a un estil de vida osmotròfic especialitzat. Es tracta dels pseudofongs i els Labyrinthulea, sense relació filogenètica amb els fongs, i del clade Teretosporea, més pròxim als animals que als fongs. En poques paraules, quatre grups diferents d'organismes que, des del punt de vista evolutiu, han acabat trobant una solució similar per sobreviure.

"Malgrat trobar-se en costats oposats de l'arbre eucariota, hi ha una sèrie de trets que han evolucionat repetidament en aquests grups en la seva adaptació a una manera de vida osmotròfica, com ara les xarxes filamentoses i les parets cel·lulars resistents", manifesta l'autor principal de l'estudi, Eduard Ocaña-Pallarès, investigador amb una beca Ramón y Cajal del grup de recerca Internet Computing & Systems Optimization (ICSO), vinculat al Centre de Recerca en Tecnologies Ètiques i Connectivitat per a la Humanitat de la UOC (UOC-TECH). "Cal destacar que també comparteixen un grup d'eines metabòliques comunes necessàries per a la descomposició i l'osmotròfia, que inclou gens que intervenen en la captació de nutrients, la regulació iònica i el metabolisme anabòlic. Volíem esbrinar d'on procedien aquests gens compartits".

A través d'anàlisis automatitzades combinades amb inspeccions manuals de centenars d'arbres filogenètics, els investigadors van identificar 166 casos en què probablement s'havia produït una transferència horitzontal de gens entre aquests grups, en la qual van intervenir gens relacionats majoritàriament amb funcions metabòliques. En particular, la transferència horitzontal de gens es va produir sobretot entre els fongs i els pseudofongs i entre els Labyrinthulea i el grup Teretosporea.

"Podria ser que veiéssim 'rutes de transferència' entre aquests grups a causa de la seva ecologia terrestre i aquàtica compartida, respectivament. Dit d'una altra manera, la coexistència en els mateixos entorns va facilitar l'intercanvi d'aquests 'trucs' genètics", suggereixen els investigadors.

Preguntes sense resposta

De cara al futur, els investigadors assenyalen importants línies de recerca futures, com ara desxifrar la funció real d'aquests gens compartits en cada grup.

Un altre misteri per resoldre és com es va produir la transferència horitzontal de gens entre aquests llinatges. "Per exemple, va estar motivada per l'adquisició d'ADN exogen directament de l'entorn o mitjançant intermediaris vírics?", apunta Ocaña-Pallarès. "La qüestió principal ja no és si la transferència horitzontal de gens es produeix en els eucariotes, sinó com es produeix. El nostre coneixement dels mecanismes pels quals té lloc aquest procés en els organismes eucariotes encara és escàs".

Article de referència

Ocaña-Pallarès, E., Richards, T.A., Gabaldón, T. et al. Signatures of gene transfer in the parallel evolution of osmotrophic specialization in eukaryotes. Nat Ecol Evol (2026). https://doi.org/10.1038/s41559-026-03054-w

Recerca amb impacte i vocació transformadora

A la UOC entenem la recerca com una eina estratègica per avançar cap a una societat de futur més crítica, responsable i inconformista. Des d'aquesta visió, desenvolupem una recerca aplicada, interdisciplinària i connectada amb els grans reptes socials, tecnològics i educatius. 

Els més de 500 investigadors i investigadores i els més de 50 grups de recerca de la UOC treballen al voltant de cinc centres de recerca centrats en cinc missions: educació al llarg de la vida, tecnologia ètica i humana, transició digital i sostenibilitat, cultura per a una societat crítica, i salut digital i benestar planetari.

A més, la Universitat impulsa la transferència de coneixement i l'emprenedoria de la comunitat UOC amb la plataforma Hubbik.

Més informació: www.uoc.edu/ca/recerca