Las esponjas acuáticas podrían tener pistas sobre el origen del cerebro

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Las esponjas acuáticas podrían tener pistas sobre el origen del cerebro

Se sabe que los primeros cerebros animales aparecieron hace cientos de millones de años y que sólo las especies animales más primitivas, como las esponjas acuáticas, carecen de él

La célula neuroide de la esponja (naranja) extiende unos brazos que envuelven el aparato de alimentación de una célula digestiva de la esponja (verde) para crear un vínculo de comunicación dirigido. La imagen se tomó mediante microscopía electrónica.
La célula neuroide de la esponja (naranja) extiende unos brazos que envuelven el aparato de alimentación de una célula digestiva de la esponja (verde) para crear un vínculo de comunicación dirigido. La imagen se tomó mediante microscopía electrónica.EFE

Formado por unos 86.000 millones de neuronas, el cerebro humano controla las funciones corporales -como la visión o el movimiento- y proporciona además conciencia y comprensión; sin embargo, a pesar de su gran importancia, cuándo y cómo surgió esta máquina biológica sigue siendo una incógnita.

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Se sabe que los primeros cerebros animales aparecieron hace cientos de millones de años y que sólo las especies animales más primitivas, como las esponjas acuáticas, carecen de él.

Ahora, un estudio publicado en Science afirma que, paradójicamente, las esponjas pueden ayudar a desvelar el misterio de cómo evolucionaron las neuronas y los cerebros.

Las neuronas del cerebro se comunican mediante conexiones entre células (sinapsis) que son el núcleo de la función cerebral y están reguladas por una serie de genes.

Las esponjas no tienen estas sinapsis, pero su genoma sigue codificando muchos de los genes sinápticos. Pero, si no tienen cerebro ¿cuál es la función de estos genes?

"Aunque parezca sencillo, responder a esta pregunta estaba más allá de nuestras capacidades tecnológicas hasta ahora", advierte el jefe de grupo del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL, en sus siglas en inglés) Detlev Arendt, coautor del estudio.

Para estudiar el papel de estos genes sinápticos en las esponjas, el laboratorio de Arendt empleó tecnologías de microfluidos y tecnologías genómicas en la esponja de agua dulce Spongilla lacustris, unas técnicas que permitieron a los científicos capturar células individuales de varias esponjas dentro de gotitas de microfluidos y luego perfilar la actividad genética de cada célula.

"Demostramos que ciertas células de las cámaras digestivas de las esponjas activan los genes sinápticos. Así, incluso en un animal primitivo que carece de sinapsis, los genes sinápticos están activos en partes específicas de su cuerpo", afirma Jacob Musser, investigador del grupo de Arendt y autor principal del estudio.

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El estudio detalla que las esponjas utilizan sus cámaras digestivas para filtrar el alimento del agua e interactuar con los microbios del entorno.

"Combinando la microscopía electrónica con la obtención de imágenes de rayos X en una línea de luz de sincrotrón, pudimos visualizar el impresionante comportamiento de estas células", explica Yannick Schwab, investigador del EMBL de Hamburgo (Alemania).

Los científicos captaron instantáneas tridimensionales de células que se arrastran por la cámara digestiva para eliminar las bacterias invasoras y envían largos brazos que envuelven el aparato de alimentación de determinadas células digestivas.

Este comportamiento crea una interfaz para la comunicación célula-célula dirigida, como también ocurre a través de las sinapsis entre las células neuronales en nuestro cerebro.

"Nuestros resultados apuntan a que las células que regulan la alimentación y controlan el entorno microbiano son posibles precursoras evolutivas de los primeros cerebros animales. Realmente da que pensar", indica Musser.