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El origen evolutivo del cerebro podría estar en el estómago

El origen evolutivo del cerebro podría estar en el estómago

El origen del cerebro podría encontrarse en las cavidades digestivas de unas esponjas que no tienen sistema nervioso, pero que disponen de genes sinápticos: para alimentarse, desarrollan un sistema de comunicación celular similar al neuronal. El alimento sería el origen último del pensamiento.

Investigadores del EMBL, el laboratorio líder de Europa para las ciencias de la vida, ha descubierto que el origen evolutivo del cerebro puede estar en las funciones digestivas de animales primitivos que adolecen de neuronas y de sistema nervioso.

Usando las más modernas tecnologías, observaron las células de un organismo primitivo que carece de cerebro y descubrieron que este organismo simple, una esponja acuática, tiene unas células neuroides que podrían ser las antecesoras de las neuronas que componen un cerebro desarrollado.

Estas células neuroides están localizadas en las cámaras digestivas de las esponjas acuáticas y envían y reciben mensajes de una forma parecida a como lo hacen las neuronas de un cerebro.

Esas cámaras digestivas ayudan a mover el agua y los nutrientes a través de neuroides, un comportamiento muy sofisticado para un animal que carece de sistema nervioso.

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El alimento creó los pensamientos

Los investigadores consideran que las esponjas acuáticas se valen de diversos sistemas de comunicación para sus funciones digestivas, y que la unión evolutiva de esos primitivos sistemas de comunicación intercelular fue lo que originó en otros animales el desarrollo de un cerebro.

“Nuestros resultados sugieren que las células neuroides regulan la alimentación y controlan el entorno microbiano como posibles precursores evolutivos de los primeros cerebros animales”, explica Jacob Musser, uno de los investigadores, en un comunicado. Y añade: el alimento es el origen del pensamiento.

Los orígenes evolutivos del cerebro son todavía desconocidos por la ciencia. Los primeros cerebros animales emergieron hace cientos de millones de años y en la actualidad solo unas pocas especies más primitivas carecen de cerebro.

El cerebro humano es el más complejo de la evolución: compuesto por aproximadamente 86 mil millones de neuronas, no solo controla nuestras funciones corporales, desde la visión hasta el movimiento, sino que también proporciona consciencia y comprensión, explican los investigadores.

Sinapsis primitiva

El origen último de esta proeza evolutiva podría encontrarse en las esponjas acuáticas, cuyo genoma codifica muchos de los genes que forman las sinapsis en los cerebros desarrollados.

A través de la sinapsis, una neurona transmite información a otra neurona o célula del organismo. Estas conexiones entre neuronas se encuentran en el corazón de la función cerebral y están reguladas por varios genes diferentes.

La nueva investigación ha podido determinar que las esponjas filtran los alimentos del agua e interactúan con los microbios ambientales a través de una especie de sinapsis primitiva.

Los científicos identificaron genes activos en las células individuales de las esponjas y observaron que algunas de ellas utilizan genes que son necesarios para la formación de neuronas.

La célula neuroide de la esponja (naranja) extiende los brazos que envuelven el aparato de alimentación de una célula digestiva de esponja (verde) para crear un vínculo para la comunicación dirigida. La imagen se tomó mediante microscopía electrónica. Crédito: Jacob Musser, Giulia Mizzon, Constantin Pape, Nicole Schieber / EMBL.

Últimas tecnologías

Son genes que propician el envío y recepción de mensajes y que fueron localizados en las cavidades digestivas de las esponjas acuáticas: las células neuroides se arrastran alrededor de las cámaras digestivas y coordinan la alimentación.

Para estudiar el papel de estos genes sinápticos en las esponjas, los investigadores se valieron de tecnologías de micro fluidos y genómicas aplicadas al estudio de la esponja de agua dulce Spongilla lacustris.

Usando estas técnicas, los científicos capturaron células individuales de varias esponjas dentro de gotitas de micro fluidos y luego perfilaron la actividad genética de cada célula.

Trabajaron con microscopía electrónica combinada con rayos X y así pudieron visualizar el asombroso comportamiento de estas células precursoras de neuronas en un animal sin cerebro ni sistema nervioso.

Aspectos curiosos

Este descubrimiento tiene algunos aspectos curiosos: siempre se ha dicho que el cerebro es como una esponja que sorbe información, y ahora descubrimos que las esponjas también se parecen a los cerebros porque absorben elementos del entorno utilizando procedimientos sinápticos, destaca al respecto la revista ScienceNews.

Otro aspecto curioso: hay una enfermedad neuronal degenerativa que deja al cerebro como si fuera una esponja: se trata de la Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, que afecta a una persona por cada millón de habitantes.

También sabemos que el intestino y el cerebro se comunican directamente a través de una red neuronal específica, lo que implica que los mensajes llegan instantáneamente, en cuestión de milisegundos, a su destino. Ese binomio forma una especie de sexto sentido.

Última curiosidad: la historia de las esponjas acuáticas se remonta a unos 635 millones de años, aunque solo desde 1765 se les reconoció la categoría de animales porque se descubrió que poseían corrientes internas de agua.

Lo que hemos descubierto ahora es que en esas corrientes de agua que circulan por su cavidad digestiva, puede estar gestándose la formación de un cerebro.

Referencia

Profiling cellular diversity in sponges informs animal cell type and nervous system evolution. Jacob M. Musser et al. Science, 5 Nov 2021, Vol 374, Issue 6568, pp. 717-723. DOI:10.1126/science.abj2949

Imagen superior: Neuronas corticales. Crédito: Jabaudon, Denis. UNIGE

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

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