Coloblastos como origen del sistema nervioso
El origen del sistema nervioso podrían estar en unas células de los peines de mar.
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Los seres humanos percibimos el mundo, pensamos sobre él, sobre nosotros y sobre nuestros semejantes. Sentimos, anhelamos y planificamos el futuro. También sufrimos y al final de nuestras vidas quizás alcanzamos algo de sabiduría. Algunas de esas características están también en otros animales.
No se sabe cómo surge la autoconsciencia que poseemos, es un gran misterio. Pero esta cualidad, al igual que las otras antes relatadas, son un subproducto de nuestro cerebro, de nuestro sistema nervioso.
En la actualidad, el sistema nervioso está compuesto por un tipo de células muy especializadas capaces de transmitir una señal eléctrica. Algunas versiones de estas células se comunican con otras, otras capturan información del medio y la transiten, mientras que otras envían señales a los músculos para que estos respondan a esos estímulos ambientales.
Si algo tenemos en común los animales pluricelulares es que todos tenemos sistema nervioso. Este fue evolucionando desde lo más sencillo al cerebro humano. La únicas excepciones son las esponjas y los placozoos, que no tienen sistema nervioso. Aunque en el caso de las esponjas sí tienen moléculas que son necesarias para ese tipo de sistema. Por esta razón se solía colocar en la base del árbol filogenético animal a las esponjas. Obviamente el antepasado común a todos los animales no está entre nosotros, pues se extinguió en su día o evolucionó hasta formas más modernas. Pero sí que debe estar su representante o descendiente más directo.
Pero esta hipótesis de las esponjas ha sido desafiada en los últimos años gracias la secuenciación y análisis de los genomas animales. Se ha propuesto que dicha base del árbol esté ocupada por los peines de mar o ctenóforos. Hay que recalcar que, aunque compartan su aspecto gelatinoso con las medusas, los ctenóforos no son medusas. Son animales que nadan libremente en el mar alimentándose de pequeñas criaturas que forman parte del plancton.
Según esta nueva idea, los antepasados de las esponjas habrían tenido sistema nervioso hace cientos de millones de años, pero habrían perdido este por evolución, porque, al final, como dijo Gould en su día, evolución no es lo mismo que progreso o mejora.
Pero si el sistema nervioso surgió en algún antepasado de los ctenóforos, lo tuvo que a hacer a partir de algo. No puedo aparecer de la nada, complejo y completamente formado.
Ahora proponen que los precursores del sistema nervioso fueron unas células secretoras cuya función primaria era liberar compuestos químicos al ambiente. La propuesta, además de resolver otros misterios, podría aclarar de una vez si el sistema nervioso apareció por evolución sólo una vez o fue en dos veces.
La hipótesis proviene de Joseph Ryan (University of Florida) y colaboradores y propusieron este escenario después de estudiar el desarrollo embrionario de las células nerviosas de embriones de ctenóforos.
Estas células secretoras de los ctenóforos se llaman coloblastos y son únicas de los ctenóforos. Se encuentran en los tentáculos de estos animales y las usan para capturar sus presas. Cada coloblasto consta de un filamento espiral incrustado en la epidermis y un filamento axial con una cúpula granular. Al producirse el contacto con la presa, estos gránulos se rompen y liberan una sustancia adhesiva sobre la misma, mientras que el filamento espiral absorbe el impacto y se evita que la presa atrapada se escape.
Estos investigadores realizaron un seguimiento de cada célula individual de embriones de ctenóforos para comprobar su actividad genética. Pudieron comprobar que los coloblastos surgen de las mismas células progenitoras que las células nerviosas del animal. Publicaron el 30 de agosto pasado un artículo al respecto.
Ahora han presentado esta idea de nuevo en un congreso celebrado recientemente, en donde ha mostrado más pruebas al respecto basadas en otros animales.
En su intervención, Ryan mencionó que hace ya 25 años otro grupo propuso que las células urticantes de las medusas normales (Cnidaria) también aparecían de los mismos precursores embrionarios que las células nerviosas del animal. También aportó argumentos similares para el caso de la hidra y la mosca de la fruta, por lo que asume que es algo generalizado.
En 2013 un grupo de investigadores usó datos del genoma de peine de mar Pleurobrachia bachei y descubrieron que algunos genes tipo Hox (los responsables del desarrollo del cuerpo de los animales durante las primeras fases del desarrollo embrionario) no estaban presentes en este animal. Tampoco estaba el gen de la serotonina. Debido a esto propusieron que el sistema nervioso de lod peine de mar habría evolucionado de forma independiente del de los demás animales.
Pero es complicado explicar cómo algo tan complejo como el sistema nervioso podría haber aparecido dos veces de forma independiente, por lo que se abrió un acalorado debate.
La solución que aportan Ryan y su equipo es que el sistema nervioso sólo habría aparecido una vez en los antepasados de estos seres y que la evolución habría producido distintos tipos de células nerviosas, tejidos, mecanismos y compuestos. Otra posibilidad es que, partiendo del mismo antepasado común, las distintas células nerviosas podrían tener distintos precursores celulares.
Todavía queda mucho por investigar en este campo, pero seguro que se obtendrán interesantes resultados en los próximos años, aunque sólo sea porque unos cuantos sistemas nerviosos avanzados trabajan en ello.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com
Fuentes y referencias:
Artículo original.
Contribución en congreso.
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.
¿Evolucionó el sistema nervioso por dos veces?
9 Comentarios
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domingo 13 enero, 2019 @ 9:56 pm
No veo por qué las cosas no puedan aparecer dos, tres, y n veces. Para afirmarlo o negarlo (más bien para estimar su probabilidad) tendríamos que saber cosas que no sabemos. En realidad, la evolución sí ha inventado varias veces lo mismo y partiendo de precursores diferentes, a veces próximos, evolutiva y/o estructuralmente, a veces muy alejados. No sabemos calibrar los pesos específicos evolutivos de un diente (verdadero, estructura calcificada de un vertebrado, o análogo funcional de otro material totalmente distinto en otro bicho), un nervio o para el caso una vejiga.
La evolución tiene esa parte fantasmagórica, tan de mecánica cuántica, donde las cosas no sólo dependen, y ni sabemos cuánto, del material disponible, sino del entorno que fuerza el cambio y las contingencias del escenario donde se representa la obra (tres campos), y el entorno a su vez está formado por el material disponible, como parte.
Como en la MC, es posible reconstruir lo que ha pasado, y hasta quizá tener una tabla de probabilidades, pero nunca saber de antemano qué va a pasar, no siendo la tabla de lotería completa. Por supuesto, esta forma de verlo puede ser falsa, porque es un enfoque más que un edificio matemático, pero es lo bastante consistente y absorbente como para darle un margen.
Al final, estamos reconstruyendo en la medida que es posible el camino que se ha seguido. Para cada bifurcación en cada paso ha habido alternativas (como mínimo la extinción, como máximo la explosión), en cada punto de no retorno hay un enorme número de posibilidades, y me temo que saber las potencialidades, y de seres que hace tiempo que no existen, va a estar como muy en el reino más fantasmal de toda la MC, en la mismísima chistera del gato de Cheshire. Ya sé que era del conejo pero sé lo que me digo. O no.
lunes 14 enero, 2019 @ 11:32 am
Ciertamente, estructuras muy similares, al menos en su función y no muy alejadas en su naturaleza han tenido orígenes muy distintos. Los mismos dientes que nombras, o los cuernos en dinosaurios y mamíferos; incluso con las diferencias existentes entre los de estos últimos y seguramente entre los primeros.
lunes 14 enero, 2019 @ 6:56 pm
Y no sólo órganos, que es el caso dado que de sistema nervioso hablamos, sino la base física de funcionamiento. ¿Cuántos seres habrán ecolocalizado en este planeta como los murciélagos? ¿Se necesita un sistema nervioso robusto y redundante para esta hazaña de computación, o una birria analógica va que arde? ¿Algún dinosaurio de esos tan fotogénicos y cinematográficos usaba tremebundos esputos explosivos como el famoso escarabajo amazónico, o cosas peores (el uso de olores corporales hediondos es muy recurrente en nuestra biota)? Item más, no hemos empezado ni a rascar el campo de lo que se podría llamar simbiosis amplia (te muerdo y te contagio una enfermedad, p.ej. la famosa avispa que inyecta un virus que fabrica ella misma), seguro que hay sorpresas para abochornar a 20 comunidades de biólogos del espaciotiempo.
A esto me refiero cuando digo lo de potencialidad. Cabe pensar que todo va por los caminos de menor energía potencial, y ya sabemos cómo funcionan esas hidrologías.
martes 15 enero, 2019 @ 12:07 am
Otro ejemplo que suele poner Neo de característica que ha aparecido varias veces (por separado) en la evolución es la visión: ahora no recuerdo la cifra con exactitud, pero en torno a 35-45 veces.
martes 15 enero, 2019 @ 8:39 am
En verdad, siendo tan asombrosos los casos que cita Dr., a la vista está que la cita de Miguel Ángel del favorito ejemplo de Neo sobre la visión parece superar todo lo imaginable. Lo que pasa es que nos es tan patente que no lo notamos: es como mirar, recibiendo la imagen en nuestro cerebro, pero no tener conciencia de lo que miramos -eso parece indicar la .
martes 15 enero, 2019 @ 8:43 am
No sé por qué se ha cortado el comentario. Quería decir que eso parece indicar la especialización de las diversas áreas de nuestro encéfalo (pero me estoy yendo del caso). Creo recordar que así lo había escrito. Lo siento.
miércoles 16 enero, 2019 @ 8:17 am
Y, ya de que la visión hablamos, con características únicas en cada caso, resultando en una forma de ver (literalmente) absolutamente diferente de unos a otros casos.
miércoles 16 enero, 2019 @ 10:13 am
En efecto. Se me ocurren, así, de pronto, la tremenda diferencia entra los moscas, los pulpos y nosotros, y dentro de cada filo, de cada orden, etc., incluso de cada especie. Es tremendo cómo la adaptación parece que ha encontrado en la luz su mayor exponente de variedad.
viernes 18 enero, 2019 @ 9:32 pm
Es… la herencia de cada uno. Yo creo que la variedad la hay igual en todos los sistemas sensoriales (arácnidos con sismógrafos, aunque a fin de cuentas un oído no es sino un barómetro)… La luz tiene la ventaja de que agua y aire son bastante transparentes y la fuente es gratis, nosotros hacemos lo mismo con los radares pasivos (los que no emiten y utilizan la contaminación de los sistemas, omnipresentes, de radiodifusión y telecomunicaciones). Cada especie se arregla con lo que tiene y como se adapta, incluso a sus propias adaptaciones (la metaevolución), pues eso, que a ver por dónde le metes mano.
Hemos hablado por aquí de la cigala agresiva esa que ve muchos más colores (que resuelve con muchísimo más detalle la gradación de frecuencias), y seguimos sin saber si le sirve para algo, en el más garrulo de los análisis, o simplemente usa sus superpoderes para aparearse con más pasión y colorido. Siempre es ventaja evolutiva, pero a veces la ventaja se nos puede antojar un poco decepcionante. Es que somos así.