Un estudio sobre los gusanos “sin cerebro” ha echado por
tierra la teoría de que los cerebros complejos evolucionaron por completo en
los vertebrados, mucho después de que se separaron de las especies sin espina
en el árbol de la vida.
"Este trabajo va a cambiar la forma de pensar sobre la
evolución del cerebro", dice Chris Lowe, un biólogo evolutivo de la
estación de la Universidad de Stanford Hopkins Marine en Pacific Grove,
California, y coautor del estudio, publicado esta semana en Nature.
Para más información sobre el origen del cerebro de los
vertebrados, los investigadores tienden a buscar a los familiares del grupo.
Estudios de los vertebrados e invertebrados que viven, los parientes más
cercanos han confirmado previamente la singularidad del cerebro de los
vertebrados. Este complejo de tres partes, la estructura y el sistema de proteínas
que ayuda a orientar su formación falta o está incompleta en dos tipos de
invertebrados marinos - ascidias y los peces como los lancelets que llevan una
vara de tejido llamada notocorda a lo largo de la espalda, como los vertebrados,
pero sin la columna para apoyarla.
Sin embargo, Lowe y sus colegas reabrieron el caso para
estudiar el desarrollo de un invertebrado en la siguiente rama del árbol
evolutivo. Estos animales, gusanos bellota, se entierran en la arena en el
fondo del mar, sienten su entorno con una punta con forma de bellota en el extremo
de una probóscide elástica, y hendiduras branquiales como los tiburones y
lancelets.
Entrenamiento del cerebro
En las proteínas etiquetadas con marcadores por Lowe y sus
colaboradores encontraron que en su etapa embrionaria los gusanos bellota que
estudiaron (Saccoglossus kowalevskii) expresaron las tres combinaciones de proteínas
en regiones comparables a las regiones de los embriones vertebrados durante el
desarrollo de las tres partes del cerebro. En los vertebrados, los
"centros de señalización" de la proteína que se encuentran en tres
puntos dictan la formación del cerebro anterior, cerebro medio y cerebro
posterior que se forman en etapas posteriores del desarrollo. En los embriones
de gusanos bellota se presenta un cerebro anterior localizado por interruptores
del centro de señalización en la probóscide (un cerebro medio), de la misma
forma están activos en el collar de tejido justo debajo de la probóscide un
centro posterior del cerebro, al igual que se puede encontrar en el cuello que
se encuentra en el tronco del gusano.
Lo que es más, el equipo Lowe demostró que las proteínas de
señalización en cada centro interactúan unos con otros en forma igual que lo
hacen en los vertebrados. La principal diferencia es que el gusano nunca
constituye un cerebro definido. En cambio, las células nerviosas speckle la
proboscis y el cuello, forman lo que Lowe denomina un "cerebro piel".
Los biólogos habían asumido que los centros de señalización
habían llegado juntos por primera vez en los vertebrados, ya que no se
observaron en las ascidias o lancelets, dice Cliff Tabin, una bióloga evolutiva
y del desarrollo de la Harvard Medical School en Boston. "Yo esperaba que
los distintos animales tuvieran genes similares, pero fue una verdadera
sorpresa para mí ver que estos genes se expresan como proteínas de señalización
en los centros mismos, y en la misma posición relativa entre sí."
Tabin dice que las similitudes no pueden ser una
coincidencia, y que los centros de señalización que se han desarrollado hace
mucho tiempo en un ancestro común de los gusanos bellota, entre vertebrados y
los invertebrados es la notocorda. La ausencia de los centros casi completa de
las ascidias y lancelets sugiere que, en estas criaturas, se perdieron en el
tiempo evolutivo.
Consejos del árbol
La conclusión de como habían perdido los lancelets los
centros de señalización que se habían desarrollado en las primeras especies fue
"una de las mayores sorpresas para mí", dice Lowe. "Todo el
mundo los mira como un fósil viviente … que es donde este dogma de la evolución
del cerebro de los vertebrados procede."
La bióloga evolucionista Billie Swalla en la Universidad de
Washington en Seattle, dice que la investigación muestra que los biólogos deben
considerar muchos animales diferentes al tratar de descifrar los orígenes de
las partes del cuerpo que se presentaron mil millones de años atrás.
"Estamos viendo sólo la punta del árbol de la vida", dice ella.
El informe deja abierta la cuestión de lo que los centros
cerebrales de señalización hacen en un gusano, esencialmente sin sentido. Lowe
sugiere que los centros ayudan a diseñar la red de nervios y el tejido que los
rodea. Mientras tanto, Swalla especula que podría ser la base oculta de la
sofisticación. "Apuesto a que hacen cosas realmente complicadas que no es
fácil para nosotros ver, porque se produce en el barro, bajo el agua",
dice ella. "Me gustaría tener una granja de lombrices que se asemeja a una
granja de hormigas para que yo pueda grabar lo que hacen cuando no estamos mirando”.
Fuente: http://www.nature.com
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