Cómo evolucionó el embarazo en los mamíferos: claves celulares, genéticas y moleculares de una revolución evolutiva

El embarazo en los mamíferos es una proeza evolutiva que transformó la biología entre la madre y el hijo para siempre. Un nuevo estudio desvela cómo surgieron, hace millones de años, las células y las señales bioquímicas que hicieron posible esta alianza íntima y compleja.

Por Enrique Coperías

El embarazo en mamíferos placentarios es una de las innovaciones más fascinantes de la evolución biológica. Permite que un feto se desarrolle completamente dentro del útero de la madre antes del nacimiento. Pero esta hazaña no es simple: implica una comunicación celular sofisticada entre dos organismos genéticamente distintos. Foto: Max Böhme

Una de las hazañas más sorprendentes de la evolución biológica es la gestación prolongada característica de los mamíferos placentarios, aquellos cuya cría se desarrolla completamente en el útero antes de nacer, alimentada a través de una placenta, un órgano que conecta al feto con la madre.

Esta capacidad maravillosa depende de una alianza íntima y altamente especializada entre dos organismos genéticamente distintos: la madre y el feto. ¿Cómo surgió esta asociación tan precisa? ¿Qué innovaciones celulares la hicieron posible? Un equipo internacional de científicos, liderado por investigadores de la Universidad de Viena, en Austria, ha dado un paso decisivo para responder a estas preguntas.

El estudio, publicado en Nature Ecology & Evolution, reconstruye el origen y la evolución de la interfaz maternofetal, el punto de contacto entre la placenta del bebé y el útero de la madre, a través de un detallado atlas celular obtenido mediante transcriptómica de células única, tecnología que permite estudiar la expresión génica de un gran número de células al mismo tiempo.

En palabras de los autores, se trata de una especie de Google Maps celular del embarazo en seis especies de mamíferos clave, que incluye desde los seres humanos hasta los marsupiales.

Un atlas celular del embarazo en seis especies de mamíferos

El trabajo se basa en el análisis de casi 600.000 transcriptomas —es decir, registros de genes activos— de células tomadas de la interfaz uteroplacentaria en seis especies:

✅ Humanos y macacos (primates).

✅ Ratones y cobayas (roedores).

✅ El tenrec malgache (Tenrec ecaudatus), un mamífero placentario primitivo.

✅ El colicorto gris (Monodelphis domestica), un marsupial representante de los mamíferos no placentarios.

Este abanico filogenético cubre ramas clave del árbol evolutivo de los mamíferos, lo que permitió a los investigadores observar qué tipos celulares se han conservado a lo largo de millones de años y cuáles son innovaciones recientes. El foco del análisis estuvo en dos grandes grupos celulares:

✅ Los trofoblastos, células fetales que forman la placenta y pueden invadir el tejido uterino para establecer una conexión vascular con la madre.

✅ Las células estromales del útero, que responden a esta invasión y conforman la decidua materna, el revestimiento interno del útero (endometrio) que se transforma durante el embarazo para albergar y nutrir al embrión y al feto.

Hallazgo 1: el origen profundo de las células invasivas de la placenta

Uno de los hallazgos más sorprendentes fue la identificación de un patrón genético común en los trofoblastos invasivos de todas las especies placentarias analizadas. Esta firma transcriptómica está presente tanto en nosotros como en ratones, cobayas e incluso en el tenrec, lo que sugiere que el comportamiento invasivo de estas células no es una invención reciente de los primates, como se pensaba, sino una característica ancestral que se remonta a más de 100 millones de años.

Incluso en el marsupial analizado, que posee una placenta rudimentaria, se encontraron células homólogas que reflejan un potencial invasivo latente. Esta continuidad entre especies implica que los mecanismos celulares que permiten al embrión penetrar en el útero materno —clave para una gestación prolongada— ya estaban en marcha en los primeros mamíferos vivíparos.

«Descubrimos una firma genética asociada al comportamiento invasivo de las células del trofoblasto fetal que ha sido conservada a lo largo de más de 100 millones de años —explica Daniel J. Stadtmauer, autor principal del estudio e investigador en la Universidad de Viena. Y añade—: Esto cambia la narrativa: estas células no son exclusivas de los seres humanos, sino una característica profundamente enraizada en la evolución de los mamíferos».

Hembra de colicorto gris (Monodelphis domestica), con sus crías. Se trata de un marsupial que se separó de los mamíferos placentarios antes de que éstos desarrollaran placentas complejas. Cortesía: Daniel Stadtmauer

Hallazgo 2: evolución escalonada de la decidua materna

Por su parte, las células estromales del útero, que son de origen materno, también han experimentado una transformación evolutiva. El estudio identificó tres tipos principales:

✅ Estromales contráctiles (tipo I).

✅ Predeciduales inmunomoduladoras (tipo II).

✅ Deciduales endocrinas (tipo III). Estas células estromales, que producen hormonas como la prolactina, fueron esenciales para sostener embarazos más largos.

En particular, los investigadores detectaron células predeciduales en el tenrec, lo que sugiere que este tipo celular representa un estadio intermedio evolutivo. A diferencia de seres humanos y roedores, el tenrec no llega a desarrollar decidua endocrina, pero sí expresa genes, como el IL15 y el HAND2, que se antojan cruciales en la preparación inmunológica del endometrio.

«Los mamíferos placentarios adquirieron nuevas formas de producción hormonal que no están presentes en los marsupiales. Esto refleja que tanto el feto como la madre evolucionaron en conjunto, respondiendo uno al otro», afirma Silvia Basanta, coautora del estudio.

El modelo que propone el equipo es una evolución escalonada: primero, los fibroblastos uterinos dieron lugar a células predeciduales capaces de modular el sistema inmunitario; y posteriormente, en linajes más avanzados, como roedores y primates, evolucionaron las células deciduales endocrinas, encargadas de sostener hormonalmente la gestación.

Hallazgo 3: cómo se comunican madre y feto. ¿Cooperación o conflicto?

Pero la verdadera joya del estudio es el análisis de las redes de comunicación celular entre el feto y la madre. Utilizando herramientas de transcriptómica de célula única combinadas con modelos evolutivos, los investigadores identificaron cientos de pares de ligandos y receptores —moléculas que actúan como mensajeros celulares— que permiten el diálogo molecular en el entorno uterino.

Este diálogo no es arbitrario: está cuidadosamente orquestado para permitir cooperación sin que el sistema inmunológico materno rechace al feto, que es genéticamente un extranjero.

Los autores pusieron a prueba dos teorías clave sobre la evolución de esta comunicación:

1. Hipótesis de la desambiguación

Propone que los mensajes moleculares, como hormonas y citoquinas, se asignan claramente a un solo origen: fetal o materno. Esto reduce ambigüedades y manipulación entre ambos.

✅ Resultado: Confirmada. Señales como las proteínas WNT, interleucinas y esteroides están claramente divididas.

2. Hipótesis del conflicto evolutivo (arms race)

Sugiere una lucha genética: el feto promueve su crecimiento con señales, como la IGF2, mientras la madre trata de contenerlo.

✅ Resultado: Parcialmente confirmada. Solo algunos genes muestran este patrón. En general, predomina la coordinación celular.

1. La hipótesis de la desambiguación, que propone que los mensajes moleculares evolucionaron para provenir claramente del feto o de la madre, evitando así la manipulación.

2. La hipótesis del conflicto evolutivo o “arms race”, que sugiere una especie de guerra genética entre genes maternos que intentan frenar el crecimiento fetal, y genes fetales que lo promueven.

«Nuestros hallazgos indican que la evolución ha favorecido más coordinación entre madre e hijo de lo que se pensaba —señala Stadtmauer. En vez de ver el embarazo como una lucha, deberíamos preguntarnos: ¿en qué puntos específicos hay conflicto genético?».

El equipo de investigación analizó los genes del tenrec, un mamífero placentario primitivo. Cortesía: Frank van Breukele

Hallazgo 4: reconstrucción de redes celulares en ancestros de mamíferos

Uno de los logros más innovadores del estudio fue la reconstrucción de redes de señalización en ancestros extintos. Gracias a modelos filogenéticos, los investigadores simularon cómo eran las interacciones celulares en los primeros mamíferos vivíparos.

Por ejemplo, detectaron que estos ancestros ya usaban moléculas como la relaxina, la prostaglandinas y los factores de crecimiento placentario para comunicarse entre placenta y útero.

Además, observaron que en linajes más recientes, como roedores y primates, surgieron nuevas señales moleculares: la prolactina materna, en roedores; y nuevas variantes de la hormona del crecimiento, en primates. Estas innovaciones parecen haber habilitado nuevos canales de comunicación celular, lo que reforzó la complejidad del embarazo.

Relevancia médica: ¿cómo puede ayudarnos este conocimiento?

Más allá de su valor para la biología evolutiva, este trabajo ofrece una plataforma conceptual para investigar complicaciones del embarazo humano, como la preeclampsia, el parto prematuro y los fallos de implantación.

Comprender qué tipos celulares y qué vías de comunicación molecular están alteradas en estas condiciones puede conducir a nuevos enfoques de diagnóstico y terapéuticos.

«Nuestro enfoque abre una nueva ventana al estudio de sistemas biológicos complejos —desde células individuales hasta tejidos enteros— y podría ayudar a mejorar nuestra comprensión médica del embarazo», concluye Basanta.

En definitiva, el embarazo no es solo una adaptación fisiológica, sino una hazaña celular fraguada por la evolución. Este estudio revela que la cooperación entre madre y feto —impensable en otros contextos biológicos— fue posible gracias a una sinfonía de innovaciones celulares y moleculares que, aún hoy, siguen modulando nuestras vidas antes de nacer.▪️

• Información facilitada por la Universidad de Viena

• Fuente: Stadtmauer, D. J., Basanta, S., Maziarz, J. D. et al. Cell type and cell signalling innovations underlying mammalian pregnancy. Nature Ecology & Evolution (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-025-02748-x