NeoFronteras

La maquinaria molecular que señala la división cerebral en tres partes podrían tener más de 600 millones de años y ser muy anterior a la aparición de lo vertebrados.

Fuente: Ariel Pani/ Stanford University.

Todos nuestros recuerdos, sentimientos, forma de ser, instintos y pensamientos residen en nuestros cerebros. La “Crítica a la razón pura”, los “Principia”, “La divina comedia”, “Hamlet” o “Si esto es un hombre” son productos de cerebros que una vez existieron. A veces si se juntan varios cerebros podemos tener cosas como “El apartamento”, “Hatari!”, “El sueño eterno” o “Cuidadano Kane”. Todos los progresos, revoluciones, miserias y grandezas de la humanidad se forjaron en algún momento en la mente de algunas personas. Pese a que hay cetáceos y otros primates que tienen cerebros complejos, el abismo que media entre nuestro cerebro y el de ellos es insalvable. No sabemos en qué momento surge la mente, pero sí sabemos que en un momento dado no había cerebros ni sistemas nerviosos de ningún tipo. Lo que no está claro es cuándo empezó a aparecer el primer esquema de lo que finalmente ha permitido al Universo observarse y estudiarse a sí mismo.
Podría ocurrir que hace unos 600 millones de años los primeros animales ya tuvieran la maquinaria genética que permitió más tarde la evolución de cerebros complejos. Todas esas maravillas que hemos comentado ya residían, en potencia, en unos vulgares gusanos marinos. Al menos es lo que parece desprenderse de una investigación reciente.
El nuevo estudio sobre unos gusanos actuales que viven en el fondo del mar podría dar al traste con la teoría que sostiene que los cerebros complejos aparecieron por primera vez en los vertebrados, mucho después de que las especies con algo parecido a una espinal dorsal se separan del resto.
Según Chris Lowe (Stanford University), autor del estudio, el artículo cambiará la manera en la que la gente piensa acerca de la evolución.
En estudios anteriores se comprobó la singularidad del cerebro de los vertebrados por comparación con especies primitivas y cercanas evolutivamente a ellos, pero que no eran vertebrados. La estructura en tres partes del cerebro vertebrado y el sistema de proteínas que guía su formación no estaban o eran incompletos en dos especies marinas de estos invertebrados, en los tunicados y en Amphioxus. Este último es un cordado que posee una notocora a lo largo de su cuerpo, sería un fósil viviente representante de los primeros cordados que aparecieron en la Tierra. La notocorda sería el precursor de la espina dorsal que apareció más tarde en vertebrados.
Pero Lowe y sus colaboradores han reabierto el caso al encontrar precisamente estas estructuras en los gusanos bellota (Saccoglossus kowalevskii) que viven en la arena del fondo marino y que tienen un sistema nervioso muy simple. Estos invertebrados están muy alejados evolutivamente de los invertebrados, de hecho pertenecen a otro filo: hemicordados, pero tienen unas estructuras branquiales similares a las de los tiburones y anfioxos, una característica clave que los relaciona tanto con los vertebrados como con los invertebrados con notocorda.
Estos investigadores estudiaron el desarrollo embrionario de estos gusanos para ver cómo se expresaban tres proteínas en la región de sus cuerpos equivalente a lo que sería el cerebro en el embrión de los vertebrados, y que finalmente da lugar a una estructura en tres partes diferenciadas (prosencefalo, mesencéfalo y rombencéfalo). Digamos que estas proteínas cumplen la función de andamiaje molecular. En los vertebrados estas proteínas señalan dónde se deben formar las tres partes del cerebro que más tarde desarrollaran un cerebro completo.
Pues bien, resulta que en estos gusanos tienen estas mismas proteínas y éstas realizan una función similar. Dictan dónde debe ir la probóscide, un “cerebro medio” que va justo por detrás de la probóscide en el collar y un centro similar al rombencéfalo justo detrás en la zona previa al resto del cuerpo del animal. Estas proteínas son las mismas que en los vertebrados y están codificadas por los mismos genes.
Y lo que es más, estos investigadores han demostrado que estas proteínas interaccionan entre ellas de la misma manera que lo hacen en los invertebrados. La diferencia es que en el gusano no llega a formarse un cerebro distintivo. En su lugar las células nerviosas motean la probóscide y el collar formando lo que Lowe denomina una “piel cerebral”.
Hasta ahora se había asumido que este sistema de señalización en tres partes empezó a darse en vertebrados porque no se había encontrado en especies “anteriores” y cercanas evolutivamente a los mismos. Este caso sería la excepción que refutaría la teoría.
Estas similitudes entre gusanos y vertebrados no pueden ser una coincidencia e indicarían que este sistema probablemente evolucionó tiempo antes en el antepasado común de vertebrados, gusanos bellota y cordados, hace unos 590 millones de años. Los tunicados y Amphioxus habrían perdido esta característica en el transcurso de la evolución. A veces un fósil viviente no es exactamente como eran sus antepasados de hace cientos de millones de años.
Según Detlev Arendt, del Laboratorio Europeo de Biología Molecular en Heidelberg y que no ha participado en este estudio, los cerebros complejos (al menos en este aspecto) se podrían remontar a hace 630 millones de años. Este investigador estudia anélidos Platynereis dumerilii, que aparecieron hace 600 millones de años, y ha mostrado que tienen la misma maquinaria molecular que permite la creación del córtex humano. Además, este otro gusano parece tener proteínas similares a las del gusano bellota.
Quizás los primeros cerebros datan de los primeros gusanos, que puede que los usaran para navegar por los fondos de mares primordiales en busca de comida. Algunos de sus descendientes desarrollaron formas estáticas de vida, no necesitaron ya nunca más “cerebros complejos” y los perdieron.
La explicación alternativa es que, a diferencia de los vertebrados, los gusanos bellota usen este sistema de proteínas para construir su cuerpo al completo y no sólo para construir su primitivo sistema nervioso. Quizás el sistema es muy antiguo, se usó para la construcción anatómica y más tarde fue usado para crear cerebros.
Según Lowe el hallazgo nos recuerda que los animales modernos son sólo las hojas finales de las ramas del árbol filogenético y que cuando se buscan pruebas acerca de cómo eran nuestros antepasados comunes tenemos que mirar todas las ramas para encontrar las pistas adecuadas.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.