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¿Evolucionó el sistema nervioso por dos veces?

Área: Biología,Genética — domingo, 12 de abril de 2015

Proponen que el sistema nervioso apareció al menos dos veces en el transcurso de la evolución animal.

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La base del árbol filogenético animal se está tornando un tanto confusa últimamente, sobre todo gracias a las secuenciaciones de genomas. No se sabe muy bien si son las esponjas o los peines de mar (ctenóforos) los que están ahí y de ello depende la evolución de algo importante: el sistema nervioso.
Hasta ahora se creía que hace unos 600 millones de años el antepasado de todos los animales dio por evolución con la primera red neuronal que finalmente evolucionó hasta lo que llamamos sistema nervioso. Más tarde aparecería por evolución el cerebro como sistema nervioso central, que permitió una mayor coordinación y comportamientos más complejos. Algo que empezó como una bolita de unas pocas neuronas y que finalmente terminó siendo el cerebro humano después de esos 600 millones de años.
Si finalmente son los peines de mar los que están en la base del árbol filogenético animal, entonces las esponjas tuvieron que perder evolutivamente el sistema nervioso por el camino, pues los peines de mar sí lo tienen. O bien, las neuronas fueron “inventadas” por la evolución al menos dos veces.
La posible explicación de que el sistema nervioso apareció por evolución más de una vez a lo largo de la temprana historia evolutiva y que la narración antes contada de un único origen no sea cierta (al menos en parte) es bastante interesante. Si efectivamente fue así, entonces esto sugeriría que el sistema nervioso y, por tanto, la inteligencia, es estadísticamente más probable en el Universo que si sólo apareció una vez. Por el contrario entonces, aunque no necesariamente, el sistema nervioso el fruto de un cúmulo improbable de circunstancias.
La sugerencia de que las neuronas aparecieron en paralelo varias veces ha dividido a los biólogos durante mucho tiempo. En una reunión realizada en Londres el mes pasado, y de la que se hace eco New Scientist, se discutió sobre el asunto.
Si las neuronas aparecieron una sola vez entonces las esponjas y placozoos (que no tienen sistema nervioso) tuvieron que escindirse muy pronto del árbol filogenético, antes de que las neuronas aparecieran. Pero esto no es lo que dicen las secuenciaciones de genomas de los peines de mar, animales que tienen un sistema nervioso que les permite responder a la luz, sentir la gravedad, capturar comida o huir de los depredadores. Según los datos genéticos estos animales serían los más primitivos conocidos y las esponjas aparecerían después.
Entonces, o bien las esponjas perdieron evolutivamente sus neuronas o estas aparecieron más de una vez en el transcurso de la evolución. Esto último es lo que precisamente sostiene Leonid Moroz (University of Florida, Gainsville). El equipo de este investigador ha estudiado la señalización molecular de las neuronas de los peines de mar y ha encontrado que es completamente diferente de la que usan el resto de las neuronas del reino animal. “Si unos alienígenas aterrizaran sobre nuestro planeta, esperarías una química para sus cerebros diferente de la de otros sistemas nerviosos”, dice Moroz.
Por otro lado, Gáspár Jékely (Instituto Max Planck de Tübingen) y otros abogan a favor de las esponjas como los animales más primitivos de todos y uqe estarían situados en la base del árbol filogenético. Estos sostienen que la secuenciación de genomas de las medusas peine contienen errores y que, por tanto, no se las puede colocar en esa base.
Otros como Pedro Martínez (Universidad de Barcelona) señalan que los sistemas nerviosos adquirieron distinta química debido al paso por periodos de evolución acelerada, como pasó con los gusanos planos. Si esto es cierto, todos los sistemas nerviosos compartirían un origen común, aunque fueran distintos.
Pero tampoco está claro cómo cuándo y como apareció en sistema nervioso central. Según Moroz esto es algo que también apareció de manera independiente en no menos de cinco ocasiones a lo largo de la historia evolutiva solamente de los moluscos. En esto es algo en lo que Martínez está de acuerdo.
Así que si el sistema nervioso apareció una sola vez (aunque puede que no), los cerebros al menos sí aparecieron varias veces a lo largo de la evolución animal.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4645

Fuentes y referencias:
Artículo original
Árbol filogenético con ramas. reordenadas.
Reconstruyendo el árbol filogenético.
No somos esponjas evolucionadas.
Los peines de mar y el árbol de la vida.
El animal más antiguo es el peine de mar.
Foto cabecera: peine de mar fotografiado por geirf, vía Flickr.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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5 Comentarios

  1. Miguel Ángel:

    Pues yo no puedo estar más en desacuerdo con la hipótesis de que el sistema nervioso pueda ser el fruto de un cúmulo improbable de circunstancias. Veo mucha más improbabilidad en otros muchos eventos que ha deparado la evolución que en la aparición del sistema nervioso: los ancestros de los pluricelulares son los unicelulares, y estos tienen microtubulos en su membrana que no se diferencian estructuralmente de los que podemos encontrar en una neurona cualquiera.
    La potencialidad para que apareciese el sistema nervioso ya estaba ahí, pero es que estaba también la “necesidad”: puede parecer una paradoja, pero es que un pluricelular con aspiraciones de moverse tan bien como un unicelular como podría ser un paramecio, requiere de algún tipo de concierto entre sus células.

  2. lluís:

    – Es curioso, pero con la biología-genética, sucede algo similar a lo que ocurre con la cosmología, da la sensación de cada vez estamos más liados.
    – En cuanto al desacuerdo rotundo de Miguel Ángel, dado que, en general, tanto en la evolución de la vida como en la del Universo, se han dado tantos cúmulos de circunstancias que parecían improbables, uno relativizaría ese desacuerdo con la hipótesis sobre el sistema nervioso.Al fin y al cabo es una hipótesis, no una ley.

  3. Miguel Ángel:

    Querido amigo “lluís”:

    Lo consideraría improbable si no hubiese ningún precedente en unicelulares, pero recuerdo un comentario tuyo en el que comparabas la vida y la evolución con Pepe Gotera y Otilio (haciendo referencia a que muchas veces se usa lo que ya existía con anterioridad, y muchas veces basta con alguna modificación leve para que cumpla otra función distinta).
    Es lo que Gould denominó “exaptaciones”, y son buenos ejemplos el pulgar del panda que da nombre a uno de sus libros o el dedo modificado del aye-aye de Madagascar.
    En el caso de la génesis del sistema nervioso yo sólo veo otra exaptación, y no la colocaría entre las más improbables sino más bien al contrario. Mi argumento se apoya en varios hechos, uno de los cuales ya lo he mencionado: ya existía una base (y por tanto, una potencialidad) en los microtúbulos de los unicelulares. Por la misma razón, tampoco me parece improbable la aparición de células musculares, porque también hay precedente en los unicelulares dotados de movimiento y las proteínas responsables son las mismas. Y diría lo mismo del sistema digestivo.
    Un unicelular se mueve, capta estímulos del medio, detecta peligros y comida y digiere esta última. El paso a la pluricelularidad sólo supuso que esa célula, antes única, se especializase en varias líneas celulares que desempeñasen alguna de esas funciones que ya realizaba antes en solitario.
    También me apoyo en los resultados con esponjas, que no tienen sistema nervioso pero tienen la maquinaría genética necesaria (eso sí, un poco desordenada):
    http://neofronteras.com/?p=3864
    A pesar de no tener sistema nervioso se han encontrado proteínas que sugieren que las células de las esponjas se comunican de modo similar a como lo hacen las neuronas:
    http://neofronteras.com/?p=901

    Si pienso en eventos improbables de la evolución, me parece paradigmático un caso que tiene francamente despistada a la comunidad científica: me estoy refiriendo al gobio de Luther y la gamba ciega que lo acompaña. Ese sí.

    Con toda probabilidad, recibe un fuerte abrazo.

  4. lluís:

    – Sí, estoy de acuerdo con lo que dices Miguel Ángel, puede ser que sea como tú lo explicas, mejor dicho algunas cosas son como dices, yo solo pretendí destacar que en ciencia, y en todos los campos, no soy muy partidario de las “rotundidades”, porque luego saltan las sorspresas donde menos se esperaban. A no ser que las hipótesis parezcan cosas de chiflados muy chiflados, siempre le concedo a una hipótesis alguna posibilidad.

    Con toda probabilidad he recibido tu abrazo, que hago reciproco.

  5. tomás:

    Tu razonamiento, querido Miguel Ángel, me parece extraordinariamente convincente. Niega una sola cuestión expuesta en la frase final del cuarto párrafo. Esa frase es una especie de falsa conclusión de lo que el artículo, hasta ahí -e incluso luego- expone.
    Creo que, apareciera el sistema nervioso una sola vez o varias, sigue -como dices- teniendo todas las condiciones y necesidades para darse más pronto o más tarde. Si se dio varias veces -e incluso con variantes según las condiciones internas y ambientales- más a favor de tu tesis. Pero si se dio una sola vez, no por ello es improbable, puesto que toda la estructura incluso unicelular ya había alcanzado las estructuras imprescindibles para ello.
    Cosas más extrañas se han visto y, además de las que citas, el que nuestros oídos sean el resultado de una parte de las branquias, lo que parece asombroso.
    Mi enhorabuena por tu aportación.

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