Diversidad y filogenia de sanguijuelas y sus relaciones simbióticas con bacterias Dr. Alejandro Oceguera-Figueroa y Dr. Andrés Moya Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva, Universitat de València, Valencia, Espanya Las sanguijuelas o hirudíneos (Annelida: Clitellata) son gusanos segmentados pertenecientes al phylum Annelida, el cual incluye a poco más de 17, 000 especies siendo uno de los grupos de animales más diversos (Zhang, 2011). Al contrario de los hábitos detritívoros de las lombrices, sus parientes mas cercanos, las sanguijuelas se alimentan de sangre de vertebrados (hematófagos) o bien son depredadores de invertebrados acuáticos. En la actualidad se reconocen alrededor de 680 especies de sanguijuelas en el mundo (Sket y Trontelj, 2008) sin embargo este número se encuentra claramente por debajo del número real y se estima que aún quedan muchas especies por descubrirse, particularmente en los trópicos. En México, por ejemplo, hasta el año 2000 se habían registrado 24 especies de sanguijuelas, sin embargo en los últimos 10 años se han descrito 7 nuevas especies, es decir, un incremento de cerca del 30% (OcegueraFigueroa et al., 2010), lo cual ejemplifica el insuficiente esfuerzo de muestreo de hirudíneos que se ha realizado en nuestro país. Las sanguijuelas han colonizado diversos ecosistemas, incluyendo el marino y terrestre, sin embargo son particularmente diversas en los ambientes dulceacuícolas en donde el número de especies así como el tamaño de sus poblaciones puede ser relativamente alto (Sawyer, 1986). De igual forma, estos organismos han sido utilizados como indicadores de contaminación (Metcalfe et al., 1984). Las sanguijuelas se han estudiado desde muy diversos puntos de vista: Son un modelo para la investigación en neurobiología (De Miguel et al. 2001), en embriología (Wesblat, 2001) y en genómica (ver: http://genome.jgi- psf.org/Helro1/Helro1.home.html). La búsqueda de anticoagulantes es, sin duda una de las líneas de investigación más interesantes. En la actualidad, sabemos que las proteínas presentes en la saliva de las sanguijuelas tienen la capacidad de detener la cascada coagulatoria de los vertebrados en al menos 6 puntos (Salzet, 2001). La recolecta de hirudíneos dulceacuícolas realizada recientemente por nuestro grupo de investigación en Argentina, Canadá, Costa Rica, Estados Unidos, México, Perú y Uruguay nos ha permitido avanzar su caracterización mediante la descripción de nuevas especies así como del registro y catalogación de la hirudinifauna para cada una de las regiones. Además de esto, hemos abordado el estudio de las relaciones filogenéticas o evolutivas del grupo con el uso de caracteres tanto morfológicos como moleculares, particularmente secuencias del Citocromo C oxidasa (COI) y de los genes nucleares ribosomales 18S y 28S, así como de los métodos de inferencia filogenética ampliamente usados en la actualidad, como máxima parsimonia, máxima verosimilitud (maximum likelihood) e inferencia bayesiana, hemos investigado extensivamente las relaciones a distintos niveles, desde género hasta subordenes. Las hipótesis filogenéticas resultantes nos han permitido tener un mejor entendimiento de las relaciones evolutivas del grupo así como de los cambios morfológicos, alimenticios y biogeográficos dentro de cada una de las familias de sanguijuelas. De manera general, consistentemente hemos encontrado a la subclase Rhynchobdellida como parafilética, y a la sublcase Arhynchobdellida como monofilética. A nivel familia, después de realizar varios ajustes, reasignaciones y de redefinir los caracteres diagnósticos de diversos grupos, reconocemos las siguientes familias: Piscicolidae, Ozobranchidae, Glossiphoniidae, Salifidae, Erpobdellidae, Gastrostomobdellidae, Americobdellidae Cylicobdellidae, Haempoidae, Semiscolecidae, Hirudinidae, Praobdellidae, Macrobdellidae, Xerobdellidae y Haemadipisdae. El mapeo de caracteres de interés en los árboles filogenéticos nos ha permitido hacer inferencias sobre su evolución, por ejemplo: podemos inferir que han ocurrido 2 invasiones independientes del hábitat dulceacuícola al marino, y al menos 3 transiciones del hábitat dulceacuícola al terrestre a lo largo de la evolución. Dichos escenarios, además de contradecir las clasificaciones previas del grupo, realizadas en gran manera con base en caracteres ecológicos, conlleva una serie de cambios morfológicos, conductuales y ecológicos de la mayor relevancia. En cuanto a los hábitos alimenticios, podemos inferir que el hábito hematófago se ha perdido o transformado a depredador en al menos 7 ocasiones a lo largo de la evolución, lo cual contrasta enormemente con el esquema hipotetizado por autores previos que consideraba a la hematofágia como la cúspide en la evolución, la cual habría sido alcanzada independientemente en cada uno de los dos grandes linajes de sanguijuelas (Sawyer, 1986). El esquema evolutivo de las sanguijuelas que presentamos puede servir como guía en la búsqueda de anticoagulantes y anestésicos, lo cual tiene implicaciones en la salud humana a mediano y largo plazo. Además de esto, el contar con hipótesis filogenéticas robustas de los organismos, representa un buen punto de partida para realizar estudios más integrativos sobre su evolución. Gracias a los resultados de los análisis filogenéticos recientes, se reconocen claramente los grupos Piscicolidae, Glossiphoniidae y Arhynchobdellida. Los dos primeros grupos incluyen especies provistas de una proboscis larga y eversible, la cual es utilizada para penetrar los tejidos de sus huéspedes y succionar de esta forma los líquidos y órganos blandos, por ejemplo, las especies de Haementeria, Placobdella y Helobdella. Por otra parte, los miembros de Arhynchobdellida carecen de dicha estructura y por el contrario, pueden presentar mandíbulas armadas con dientes bien desarrollados (como es el caso de la sanguijuela medicinal Hirudo medicinalis) o alternativamente una faringe muscular larga y fuertemente desarrollada como en las especies de Erpobdella y Semiscolex. Dentro de las sanguijuelas provistas de proboscis eversible, algunas formas de Piscicolidae y Glossiphoniidae especializadas en la alimentación de sangre de vertebrados han establecido relaciones simbióticas con bacterias, las cuales se hipotetíza, proveen a sus hospedadores de vitaminas y/o aminoácidos ausentes en su dieta. En la actualidad, dichas hipótesis de relaciones simbióticas entre bacterias y animales ha sido comprobada mayoritariamente en insectos, siendo las sanguijuelas un modelo ideal e independiente con respecto a los insectos, para el estudio de dichas asociaciones. Los resultados preliminares de nuestros estudios sugieren que existe una fuerte asociación entre las sanguijuelas del género Placobdella y Haementeria con alfa y gama proteobacterias respectivamente. Hemos logrado establecer que las sanguijuelas y sus bacterias han evolucionando juntas a lo largo del tiempo ya que todas las especies de Haementeria y Placobdella están asociadas con un grupo monofilético de bacterias. Esto sugiere que las bacterias simbiontes son transmitidas verticalmente de una generación a otra de sanguijuelas sin tener contacto con las bacterias del ambiente. De manera sorprendente, el análisis preliminar del genoma de la bacteria endosimbionte de la sanguijuela Haementeria officinalis nos ha permitido detectar diversos signos del denominado síndrome simbiótico (conjunto se signos que ocurren en el genoma de las bacterias que establecen relaciones simbióticas con bacterias) como lo son: reducción extrema del tamaño del genoma, elevada proporción de timinas y adeninas en sus secuencias de DNA, elevada densidad génica y genes con una única copia entre otros. Es importante señalar que el encontrar estos signos del síndrome simbiótico en bacterias asociadas a animales no artrópodos nos permite especular sobre la universalidad de dichos síndromes. El siguiente paso es la caracterización de cada uno de los genes que componen el genoma del simbionte de la sanguijuela con el fin de entender el papel que cumple ésta en la asociación simbiótica. El estudio de la evolución conjunta entre sanguijuelas y bacterias simbiontes representa, por lo tanto, un modelo ideal y escasamente estudiado para entender diversos fenómenos evolutivos. Referencias De-­‐Miguel, F.F., Vargas-­‐Caballero, M. y García-­‐Pérez, E., 2001. Spread of synaptic potential through electrical synapses in Retzius neurones of the leech. Journal of Experimental Biology 204: 3241–3250 Metcalafe, J. L., M. E. Fox y Carey, J. H. 1984. Aquatic leeches (Hirudinea) as bioindicators of organic chemical contaminants in freshwater ecosystems. Chemosphere 13: 143–150. Oceguera-­‐Figueroa, A., M. E. Siddall y García-­‐Prieto, L. 2010. Sanguijuelas. Biodiversitas, Conabio 90:1–5. Salzet, M. 2001. Anticoagulants and inhibitors of platelet aggregation derived from leeches. Federation of European Biochemical Societies Letters 492: 187–192. Sawyer, R. T. 1986. Leech Biology and Behaviour, feeding biology, ecology and systematics. Oxford University Press, Oxford. 1065 p. Sket, B. y Trontelj, P. 2008. Global diversity of leeches (Hirudinea) in freshwater. Hydrobiologia 595: 129–137. Weisblat, D. A. 2001. Asymmetric cell divisions in the early embryo of the leech Helobdella robusta. Progress in molecular and subcellular biology 45: 79–95 Zhang, Z.-Q. (Ed.) 2011. Animal biodiversity: An outline of higher-level classification and survey of taxonomic richness. Zootaxa 3148. 237 pp.