Hoy en día sabemos que las esponjas marinas adquieren el 88% del silicio del agua del mar, pero desconocemos de qué forma lo hacen. Pues bien, científicos del Centro de Estudios Avanzados de Blanes del CSIC (CEAB-CSIC) han identificado el mecanismo por el que las esponjas marinas adquieren el silicio disponible en el agua del mar, lo que ayuda a entender el proceso de formación de los huesos de sílice de los primeros animales del planeta.
La investigación, que publica la revista Science Advances, ha concluido que el mecanismo se habría conservado sin apenas cambios a lo largo de millones de años de evolución y, según sus autores, puede tener implicaciones para afinar terapias de regeneración y reparación de huesos en vertebrado
Los biólogos han utilizado un robot submarino para experimentar con estos animales invertebrados en las profundidades del mar, en los que han descubierto dos tipos de transportadores de silicio en las membranas celulares: unos canales pasivos y unas proteínas que lo transportan activamente, que cooperan para conducir el silicio desde el agua de mar hasta el interior de las células, donde se forman los huesos de sílice de las esponjas.
"Se ha detectado que estos canales de las esponjas se mantienen operativos incluso en humanos, donde parecen aprovisionar de silicio a las células formadoras de huesos durante ciertas fases del crecimiento óseo", ha señalado Manuel Maldonado, investigador del CEAB.
"Son organismos con una anatomía muy sencilla y única. Carecen de sistema nervioso, músculos y de órganos sensoriales, entre otras cosas; sin embargo, contienen millones de piezas esqueléticas en el interior de su cuerpo. Mientras la mayor parte de los animales construyen sus huesos de material calcáreo –por ejemplo, los esqueletos de los corales son de carbonato cálcico (CaCO3) y los de los humanos de fosfato cálcico [Ca3(PO4)2]–, las esponjas lo hacen con silicio", ha detallado Maldonado.
El silicio (Si) es el segundo elemento químico más abundante en el planeta, forma parte de sedimentos, minerales y rocas del océano, donde se encuentra disuelto en el agua de mar.
Con él, las esponjas elaboran un compuesto llamado sílice, que es sólido, y además es el mineral más abundante de la naturaleza y casi inerte. Su fórmula química es "exactamente igual que el cristal de nuestras ventanas", ha subrayado Maldonado. "Las esponjas fabrican literalmente 'huesos de cristal' mediante un proceso del que nunca habíamos sabido mucho", agrega el investigador.
Gracias al uso del robot submarino ROPOS, el equipo de investigación ha experimentado con esponjas vivas en el fondo del océano para explicar cómo el silicio llega hasta el interior de estos invertebrados.
A partir de esta investigación se ha identificado un esquema de transporte de silicio mucho más complejo de lo que se anticipaba, por tratarse de animales tan sencillos, con numerosas repercusiones para interpretar su evolución y la competencia por el uso del silicio en el océano entre los organismos silicificadores durante los últimos 65 millones de años.
Esta investigación podría servir para imitar industrialmente este proceso biológico y poder llegar a reparar huesos humanos mediante silicio. Además, permite entender las bases biológicas que apuntan a que la aportación de silicio (mediante dietas u otros tratamientos experimentales) ayuda a reparar huesos rotos en vertebrados.
Los biólogos han utilizado un robot submarino para experimentar con estos animales invertebrados en las profundidades del mar, en los que han descubierto dos tipos de transportadores de silicio en las membranas celulares: unos canales pasivos y unas proteínas que lo transportan activamente, que cooperan para conducir el silicio desde el agua de mar hasta el interior de las células, donde se forman los huesos de sílice de las esponjas.
"Se ha detectado que estos canales de las esponjas se mantienen operativos incluso en humanos, donde parecen aprovisionar de silicio a las células formadoras de huesos durante ciertas fases del crecimiento óseo", ha señalado Manuel Maldonado, investigador del CEAB.
"Son organismos con una anatomía muy sencilla y única. Carecen de sistema nervioso, músculos y de órganos sensoriales, entre otras cosas; sin embargo, contienen millones de piezas esqueléticas en el interior de su cuerpo. Mientras la mayor parte de los animales construyen sus huesos de material calcáreo –por ejemplo, los esqueletos de los corales son de carbonato cálcico (CaCO3) y los de los humanos de fosfato cálcico [Ca3(PO4)2]–, las esponjas lo hacen con silicio", ha detallado Maldonado.
El silicio (Si) es el segundo elemento químico más abundante en el planeta, forma parte de sedimentos, minerales y rocas del océano, donde se encuentra disuelto en el agua de mar.
Con él, las esponjas elaboran un compuesto llamado sílice, que es sólido, y además es el mineral más abundante de la naturaleza y casi inerte. Su fórmula química es "exactamente igual que el cristal de nuestras ventanas", ha subrayado Maldonado. "Las esponjas fabrican literalmente 'huesos de cristal' mediante un proceso del que nunca habíamos sabido mucho", agrega el investigador.
Gracias al uso del robot submarino ROPOS, el equipo de investigación ha experimentado con esponjas vivas en el fondo del océano para explicar cómo el silicio llega hasta el interior de estos invertebrados.
Esta investigación podría servir para imitar industrialmente este proceso biológico y poder llegar a reparar huesos humanos mediante silicio. Además, permite entender las bases biológicas que apuntan a que la aportación de silicio (mediante dietas u otros tratamientos experimentales) ayuda a reparar huesos rotos en vertebrados.
Fuentes: La Vanguardia, cienciaplus
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