NeoFronteras

Sobre el origen del sistema nervioso

Área: Biología,Genética — domingo, 17 de diciembre de 2017

Un estudio reciente sugiere que el sistema nervioso se originó evolutivamente varias veces de forma independiente a lo largo de distintos linajes animales.

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Eso que llamamos mente surge de nuestro cerebro de una forma que todavía desconocemos. Las composiciones sublimes de Bach, “El nacimiento de Venus” de Botticelli o “El apartamento” de Wilder son productos de cerebros, de sistemas nerviosos centrales.

Todo lo que somos, sentimos, anhelamos o amamos no son más que entes generados por esas mentes y productos de nuestros cerebros. Pero nuestros cerebros no son los únicos cerebros. Para llegar a ellos hizo falta una larga evolución de 600 millones de años. Hay otras mentes y están en este mundo. Un chimpancé o un delfín tienen mente, aunque estas no sean tan ricas como la nuestra. Todavía no comprendemos en qué consisten las diferencias fisiológicas que separan nuestros cerebros del de los otros vertebrados. Puede que sólo sean diferencias cuantitativas o sólo unos pocos genes sean los responsables. Lo desconocemos.

Podríamos pensar que somos fruto de un milagro evolutivo y que la probabilidad de que surjan cerebros complejos y mentes es muy baja. O, que si esperamos el tiempo suficiente, la aparición de cerebros complejos es inevitable. Quizás, saber si los sistemas nerviosos complejos han surgido más de una vez nos pueda ayudar a comprender este aspecto.

Puede dar la impresión de que los cerebros complejos sólo han surgido en algunos vertebrados, pues no hay casos de sistemas nerviosos complejos en artrópodos. Pero no es así, los pulpos son invertebrados y, sin embargo, tienen un cerebro complejo. Su etología es rica pese a que viven sólo un par de años y no cuidan de sus crías.

Los pulpos se escindieron del antepasado común que teníamos con ellos hace casi 600 millones de años. Esto nos hace sospechar que los sistemas nerviosos complejos surgen más frecuentemente de lo que creíamos. Puede que incluso los sistemas nerviosos sin más surgieran de forma independiente más de una vez en aquella época. Un estudio reciente así parece indicarlo.

El estudio, el que participa Greg Wray (Duke University) se basa en unos invertebrados perteneciente a una familia que está distribuida por el árbol filogenético animal. Todas estás especies muestran una gran diversidad en la arquitectura de su nervio central. Además, estos seres activan genes involucrados en el desarrollo del sistema nervioso que ya están bien estudiados en el resto de los animales, pero que, normalmente, tienen funciones no relacionadas con el desarrollo del sistema nervioso. Según Wray, esto implica que no hay un ancestro común en el que apareciese el sistema nervioso.

“Esto abre un montón de cuestiones para las que no tenemos respuestas, si el sistema nerviosos evolucionó de forma independiente en diferentes linajes, ¿por qué tienen tantas similitudes?”, añade Wray.

Ya en 1875 el zoologo Anton Dohrn notó las similitudes anatómicas entre los nervios que están a lo largo de los cuerpos de los anélidos, que es un grupo de gusanos invertebrados entre los que se encuentran las lombrices de tierra, y las médulas espinales de los vertebrados. Propuso la existencia de un grupo de animales primigenio que debía tener un cordón nervioso que correría a lo largo de sus cuerpos en el lado ventral. Luego, más tarde, en animales más recientes, este cordón emigró hacia la parte opuesta, es decir, la espalda, para dar lugar a los vertebrados.

Más de un siglo más tarde, los biólogos evolutivos revisitaron la teoría de Dohrn cuando descubrieron que los mismos genes estaban implicados en la formación del cordón nervioso tanto de la mosca Drosophila melanogaster y como del anélido marino Platynereis dumerilii. De este modo, esta expresión genética similar recordaba la idea de que ambos sistemas nerviosos procederían de un antepasado común.

Sin embargo, la idea fue cuestionada en 2006 después de que los científicos se dieran cuenta de que la expresión de estos genes, en especial el gen bmp, es activado mucho más pronto durante el desarrollo embrionario en los gusanos bellota, mucho antes de que se hayan formado los dos nervios que corren a lo largo de sus cuerpos. Entonces los investigadores sugirieron que el gen bmp ayudaba a coordinar las células durante el desarrollo del embrión. Pero, siendo conservadores con la idea tradicional, en lugar de rechazar la idea de que la bmp unifica los cordones nerviosos de especies dispares, muchos biólogos sugirieron que los gusanos bellota podrían ser una excepción a la hora de usar este gen y que lo emplearían para un uso diferente al habitual, ya que, al fin y al cabo, tenían un cordón nervioso doble.

Andreas Hejnol (Centro Internacional de Biología Marina Molecular de Bergen, Noruega) se dedicó junto a su equipo a buscar animales con un sistema nervioso raro. De este modo querían saber si el caso de los gusanos bellota era único o no era así y que había más “excepciones”. Así que se pusieron manos a la obra y buscaron nuevos casos en sitios tan extraños como el lecho marino, en las rocas de las playas de las islas del estado de Washington o entre los parásitos del pepino de mar.

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Algunos de los gusanos más pequeños que recolectó este equipo de investigadores pertenecían a un linaje antiguo de animales denominado Xenacoelomorpha y poseían toda una panoplia de sistemas nerviosos. Así, por ejemplo, Xenoturbella bocki (foto de cabecera) no tiene un cordón nervioso, sino que, en su lugar, tiene una red de nervios similar al que poseen las medusas. Otro caso es el de Isodiametra pulchra, que tiene ocho cordones nerviosos. O el caso de Meara stichopi, que tiene un cordón nervioso que recorre su espalda al estilo que sucede con los vertebrados.

Como en el caso de los gusanos bellota, en estos otros pequeños gusanos, el gen bmp se activa antes de que se forme el cordón nervioso, muy pronto durante el desarrollo embrionario. Cuando los investigadores bloquearon el camino de expresión proteica de este gen, pudieron comprobaron que el sistema nervioso se formaba de todos modos. Así que, por tanto, este gen no estaba relacionado con la formación del sistema nervioso.

Todo esto sugiere que el sistema nervioso de estos animales se forma de distinto modo que en los ratones, moscas de la fruta y otros animales de laboratorio bien estudiados.

En los braquiópodos hallaron otros genes a los que se les conocía su relación con la formación del cordón nervioso central en otros seres, pese a que en este caso no poseen cordón nervioso central.

Encontraron este tipo de contradicciones en otros animales, así que los investigadores concluyen que los genes que hay detrás del desarrollo del cordón nervioso de los vertebrados, moscas y algunos anélidos funcionan de forma distinta que en los ancestros primitivos.

En su lugar creen que estos genes fueron integrándose en la formación del sistema nervioso en distintos momentos, según los linajes animales evolucionaban hasta tener un cordón nervioso. Por tanto, pudiera ser que el sistema nervioso hubiera surgido evolutivamente varias veces y de forma independiente.

Aunque también podría ocurrir que todos estos casos podrían ser desviaciones de una disposición ancestral común en un antepasado común que ahora es prácticamente imposible de conocer, ya que después de más 500 millones de años de evolución los linajes deben haberse escindido unos de otros y cambiado a lo largo del tiempo hasta tener distintos genes para formar el sistema nervioso.

Si Hejnol está en lo cierto, la aparición frecuente del sistema nervioso implicaría que esto sería prácticamente inevitable. Si este tipo de reglas es aplicable a la vida en otros lugares del cosmos, es muy posible que también aparezca el sistema nervioso y más tarde cerebros y mentes que den lugar a civilizaciones inteligentes y avanzadas tecnológicamente. Aunque todo esto sea mucho suponer.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5889

Fuentes y referencias:
Artículo original.
Nota en Nature.
Noticia en Nature.
Fotos: Ulf Jondelius, Eivind Senneset.

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

  1. lluís:

    Total, que cualquier eón de estos nos encontraremos con cerebros de Boltzmann. Aquí va (iría) un emoticón con risas, o no ¡ Vaya usted a saber! De momento, hay otros mundos, pero están en este.

  2. Miguel Ángel:

    Nosotros somos eucariotas pluricelulares, pero si nos fijamos en un eucariota unicelular como una ameba, veremos que su membrana celular tiene microtúbulos y canales iónicos iguales o muy similares a los que encontramos en las neuronas.
    La ameba, al ser una célula independiente, tiene que ejercer todas las funciones para las que nuestras células están especializadas. Por eso, no es una célula muscular, pero usa la actina para moverse de modo idéntico; y no es una neurona ni transmite información a otras células, pero su membrana capta estímulos externos, y lo hace valiéndose de microtúbulos y canales iónicos como los que tienen las neuronas.
    Si el unicelular ya tiene esas estructuras, parece consistente que al pasar a pluricelular algunas células se especialicen en la comunicación con alguna leve modificación en lo que ya había, al estilo Pepe Gotera y Otilio. Y que ocurra una y otra vez a lo largo de la evolución.

  3. tomás:

    Creo que sí, amigo Miguel. De chapucilla en chapucilla va probando y, a veces a la evo- le salen bichos no solo decentes, sino muy bien adaptados. Estoy pensando en los tiburones…, aunque no sé el porqué no se me ocurren otros.

  4. Miguel Ángel:

    Muy querido amigo Tomás:

    Si el marqués de Bradomín era feo, católico y sentimental; la evolución es ciega, borracha y chapucera.

    En la noticia se plantea también si este resultado apoya la existencia de otras inteligencias en el Universo, algo de lo que ya hablamos en alguna ocasión anterior…y llegamos a la conclusión de que la depredación probablemente sea el factor que más puede espolear el desarrollo de la inteligencia. También que los animales que cazan son más inteligentes por término medio, que sus presas.
    Eso nos pone en el escenario de que las especies extraterrestres inteligentes probablemente sean o hayan sido cazadoras en su pasado evolutivo.

    Abrazos preelectorales.

  5. joski:

    Respecto al comentario de “Miguel Angel”, la cuestión de la inteligencia evolutiva tiene mas filtros que la inteligencia misma, o decir, pasa por una definición de inteligencia. No creo que sea conveniente simplificar las relaciones ecológicas, por eso existen distintos reinos. Mi punto es que donde unos fracasan otros triunfan y viceversa, dentro de unas relaciones sostenibles en el tiempo. La extinción masiva de los dinosaurios es una referencia inmediata respecto a la arbitrariedad evolutiva, pero de nuevo, que los humanos hereden su configuración actual de unos antepasados muy diferentes, menos capaces y además hoy en día constituya la única especie con la capacidad de mejorar su entorno (y también de autodestruirse en el intento), son aspectos a considerar.

  6. tomás:

    Estoy de acuerdo, compañero “joski”, en que cuando hablamos de inteligencia, erramos. Debiéramos decir “inteligencias”, pues pienso que debe haber diferentes, con intereses o aficiones muy distintas, incluso aquí, en la Tierra y, si nos ponemos, hasta entre la mismísima especie humana. Hablaba ayer con mi querido amigo Miguel Ángel y salió a colación, tangencialmente, este tema. Por ejemplo yo tenía un compañero de clase, que no va a molestarse si lee esto, llamado Ibañez -es muy común en Aragón llamarnos por el apellido- hoy médico jubilado. No era bueno en matemáticas, pero tenía una facultad que siempre me asombró: daba soluciones muy aproximadas, asombrosamente aproximadas, a los problemas sin hacer una sola operación. Yo le preguntaba cómo lo hacía y nunca supo responderme, ni cuando se lo recordé hace unos años en una de esas reuniones que se hacen para rememorar viejos tiempos. Otros tienen un memorión fotográfico, como me explicó con un ejemplo Miguel Ángel. Otros, capacidades musicales maravillosas y, en fin, creo que no hace falta describir más variantes. Pienso que debemos hablar de inteligencias.
    Pero no somos los únicos capaces de mejorar nuestro entorno, a no ser
    que te refieras a hacerlo de una forma consciente y razonada. Pero ¿cómo es posible que seamos capaces de destruirlo sabiendo que es nuestro único lugar habitable? Es algo que no comprendo, esa falta de visión a medio plazo, superada por la inmediatez y la indolencia.
    Bienvenido.

  7. Miguel Ángel:

    Por eso solo digo que “probablemente”, “joski”. Además, cualquier estimación o intento de predicción que intentemos hacer acerca de la vida extraterrestre, parte ya de un sesgo: que solamente conocemos la vida de la Tierra.
    La evolución no ha producido en ningún momento plantas ni hongos con cerebros y tampoco hay herbívoros estrictos entre las especies que consideramos más inteligentes.
    Lo de la capacidad de autodestruirse es, como bien dices, un aspecto muy importante a considerar y al que probablemente se tengan que enfrentar otras civilizaciones extraterrestres en las que la inteligencia superior esté comenzando.

    Saludos.

  8. Miguel Ángel:

    *Con el imperdonable lapsus de los elefantes.

  9. tomás:

    Y -olvidándonos de cimpancés y bonobos-, de los delfines, de los asombrosos pulpos de los que podríamos predicar inteligencia sin cultura, de los alimoches…
    Abrazos.

  10. Peter:

    Un tema que atañe a muchas especialidades.

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