El origen del cerebro está en un gusano

Los investigadores Detlev Arendt, Alexandru Denes y Gáspár Jékely

Investigadores descubren que el sistema nervioso centralizado de los vertebrados es mucho más antiguo de lo que esperábamos

El surgimiento del sistema nervioso central [SNC] en la evolución animal ha intrigado a los científicos durante siglos. Los vertebrados, insectos y gusanos evolucionaron del mismo ancestro, pero sus SNC son distintos y se pensaba que evolucionaron sólo después de que sus líneas se dividieran durante la evolución. Los investigadores del Laboratorio de Biología Molecular Europeo [EMBL] en Heidelberg revelan ahora que el sistema nervioso de los vertebrados es posiblemente mucho más antiguo de lo que se esperaba. El estudio, que se publicó en el número actual de la revista Cell, sugiere que el último ancestro común de los vertebrados, insectos y gusanos ya tenía un sistema nervioso centralizado que recuerda al de los vertebrados de hoy.

Muchos animales han desarrollado sistemas nerviosos complejos a lo largo del curso de la evolución, pero sus arquitecturas pueden diferir sustancialmente entre especies. Mientras los vertebrados tienen un SNC en forma de médula espinal a lo largo de sus espaldas, los insectos y gusanos anélidos como el gusano de tierra tienen una cadena similar a una escala de cúmulos celulares nerviosos en el lado de su vientre. Otros invertebrados, por otra parte, tienen sus células nerviosas distribuidas de forma difusa por todo su cuerpo. Aún así, todas estas especies descienden de un ancestro común llamado Urbilateria. Si este ancestro ya poseía un sistema nervioso, cómo sería y cómo dio lugar a la diversidad de sistemas nerviosos vistos en animales de hoy es lo que estudian Detlev Arendt y su grupo en el EMBL. Para hacer esto, investigan el sistema nervioso de un anélido marino llamado Platynereis dumerilii. “El Platynereis puede considerarse un fósil viviente”, dice Arendt, “aún vive en el mismo entorno que los últimos ancestros comunes y ha mantenido muchas características antiguas, incluyendo un prototipo de SNC invertebrado”.

Arendt y su grupo investigó cómo se subdividió el desarrollo del SNC en embriones de Platynereis en regiones que más tarde dieron lugar a las diferentes estructuras del SNC. Las regiones están definidas por una combinación única de genes regulatorios expresados, los cuales dotan a cada tipo de neurona con una huella molecular específica. Al comparar las huellas moléculas de las células nerviosas del Platynereis con lo que se conoce de los vertebrados reveló similaridades sorprendentes.

“Nuestros hallazgos eran abrumadores”, dice Alexandru Denes, quien lleva la investigación en el laboratorio de Arendt. “La anatomía molecular de los SNC desarrollados resultó ser virtualmente la misma en los vertebrados que en el Platynereis. Las regiones correspondientes dieron lugar a tipos de neuronas con huellas moleculares similares y estas neuronas también formaron las mismas estructuras neurales en vertebrados y gusanos anélidos”.

“Tal ordenación compleja no podría haber sido inventada dos veces a lo largo de la evolución, debe ser el mismo sistema”, añade Gáspár Jékely, investigados del laboratorio de Arendt, quien contribuyó de forma esencial al estudio. “Parece como si el Platynereis y los vertebrados hayan heredado la organización de sus SNC de sus remotos ancestros comunes”.

Los hallazgos proporcionan una fuerte evidencia para una teoría que inició e impulsó el zoólogo Anton Dohrn en 1875. Esta afirma que el SNC de los anélidos y vertebrados tenían una origen común y que los vertebrados habían girado sobre sí mismos en el curso de la evolución.

“Esto explica perfectamente por qué encontramos los mismos SNC centralizados en la espalda de los vertebrados y en la tripa de los Platynereis”, dice Arendt. “Cómo tuvo lugar esta inversión y cómo modificaron otros invertebrados sus ancestrales SNC a lo largo de la evolución son nuevas y excitantes preguntas la los biólogos evolucionistas”.


Autor: Anna-Lynn Wegener
Fecha Original: 20 de abril de 2007
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Comments (7)

  1. Y que me dicen de DIos…….no les parece q se ve un poco su mano en todo esto

  2. Kanijo

    La única mano de dios que conozco es esta y sinceramente, creo que Maradona no debe saber mucho de biología.

    • Gonzalo

      no sabe ni dirigir su seleccionado. y te lo dice un argentino!
      Hoy me pase todo el dia revisando articulos que no habia leido, adoro este blog! Saludos!

  3. Srm

    cuando te refieres a Dios, a cuál? a la representación cristiana? musulmana? etc etc…
    lo digo mas que nada por el hecho que posiblemente seas de fe cristiana, una fe que tiene sus fundamentos en unas creencias que se ha demostrado mas antiguas de lo que dicen… concretamente del antiguo Egipto (mucho antes del cristianismo) donde los dioses del lugar ya pasaron por exactamente las mismas penurias que dios-Cristo. allí ya apareció la santísima trinidad, la crucifixión, la resurrección a los 3 días, incluso la lanza que le atravesó el costado.
    sabiendo esto, todavía puedes creer algo del cristianismo?
    otro detalle, en la Biblia, busca la parte del nacimiento, y busca por allí al burro y al buey que cada año pones en el nacimiento. No solamente no aparece sino que se ha encontrado el origen de esta costumbre. la Epopeya de Gilgamesh.
    un poco anterior no crees?
    la religión cristiana es un fraude, i te aseguro que las otras…. también.

    • Gonzalo

      Aunque le muestres en la cara todas las pruebas no te va a creer, va a seguir creyendo en su “Dios”.
      Aunque viaje en el tiempo 2000 años para atras para visitar al mismisimo “Jesus” en persona y no lo encuentre, y la poblacion se le quede mirando con un WTF??? va a seguir creyendolo

  4. Felipe Jose

    Creo que la respuesta es verdadera, pero parcial. La pregunta que sigue es ¿cómo adquirió el gusano su sistema nervioso? De la nada? Obviamente que no. Tubo que haber una concatenación que le dió origen. Tubo que haber condiciones previas que generaron esta sucesión evolutiva. Cuáles eran esas condiciones previas?
    Hubo celulas anteriores capaces de percibir las mejores condiciones de vida para ellas? Las plantas, por ejemplo, no tienen un sistema nervioso como el del gusano, pero son capaces de tomar decisiones por si solas:¿Porqué se orientan buscando la luz en un lugar oscuro? ¿Donde nace esta decision? Se dira en el sistema fotosintético. Correcto. Es dicir, un proceso químico-lumisoso que se transforma en un proceso electro-químico, en el que actuan elementos químicos, energía luminosa, eléctrica, etc. Y este accionar electro-químico no es acaso el primer paso para la formacion del sistema nervioso? Las celulas, compuestas de elementos químicos, reaccionan como parte de sus propiedades naturales de este modo. Algo que los gusanos adquirieron y que dieron origen posteriormente al sistema nervioso del gusano hasta llegar al cerebro reptiliano, mamifero y finalmente humano, que es la materia más desarrollada de toda naturaleza, hasta nuestros dias?

    Aquí no hay obra de Dios, ni de nada sobrenatural. Es todo naturaleza pura. La naturaleza existe; Dios existe sólo como idea, pero no es real.

  5. “Algo que los gusanos adquirieron y que dieron origen posteriormente al sistema nervioso del gusano hasta llegar al cerebro reptiliano, mamifero y finalmente humano, que es la materia más desarrollada de toda naturaleza, hasta nuestros dias?”

    Bueno, al menos hasta donde sabemos.

    “Aquí no hay obra de Dios, ni de nada sobrenatural. Es todo naturaleza pura. La naturaleza existe; Dios existe sólo como idea, pero no es real.”

    No podíamos estar más de acuerdo. Lo que dices del gusano está bien y por ahí deben andar las cosas. Sin embargo, todo data desde mucho más atrás en el tiempo:

    Aunque no podamos ubicar con exactitud dónde empezó la vida de una manera categórica, parece cada vez más probable que, una vez acabado el bombardeo al que fue sometida la Tierra en su juventud, la vida surgió confinada en lugares situadosm o bien por debajo del lecho marino, o bien cerca de las chimeneas volcánicas, o dentro de los sistemas hidrotermales en las margenes de las dorsales oceánicas. Una vez establecida al resguardo de lugares semejantes, el camino quedó abierto para la proliferación y diversificación.

    Está claro que, a partir de todas estas suposiciones, hemos seguido especulando acerca de lo que pudo ser y, a partir de todo lo anterior, admitamos que aquellos microbios primitivos eran termófilos y que podían soportar temperaturas de entre 100 y 150 grados Celcius. Moraban al menos a un kilómetro bajo la superficie, posiblemente en el lecho marino, pero más probablemente en las rocas porosas que hay debajo. Inmersos en agua supercaliente repleta de minerales, ingerían rápidamente y procesaban hierro, azufre, hidrógeno y otras sustancias disponibles, liberando energía a partir de ciclos químicos primitivos y más bien ineficientes. Estas células primitivas eran comedoras de roca en bruto. Ni la luz ni el oxígeno desempeñaban ningún papel en su metabolismo. Ni tampoco requerían material orgánico, hacían lo que necesitaban directamente, a partir de las rocas y el dióxido de carbono disuelto en el agua.

    La primera colonia microbiana tenía todo el mundo a su disposición, y un completo suministro de materiales y energía. Se habría extendido con sorprendente velocidad. La capacidad de los microbios para multiplicarse a velocidad explosiva garantizaba que ellos invadirían rápidamente cualquier nicho accesible. Sin ninguna competencia de los residentes, podrían heredar rápidamente la Tierra. Sin embargo, dada la explosión de población, la colonia habría alcanzado pronto los limites de su habitat. Impedidos para ir a mayor profundidad por las temperaturas crecientes, e incapaces de reproducirse en los estratos superficiales más fríos, los microbios sólo podían expandirse horizontalmente a lo largo de las cordilleras volcánicas, y lateralmente a través del basalto del suelo oceánico.

    En alguna etapa, quizá hace 3.800 millones de años se alcanzó la primera gran división evolutiva, cuando un grupo de microbios se encontraron repentinamente aislados de su habitat caliente y acogedor debido a alguna catástrofe geológica, como un terremoto o una gran erupción volcánica.

    Aquel grupo, islados de la colonia principal, y encerrados en una región más fría, hizo que los microbios se quedaran en estado latente o simplemente murieron, pues sus membranas eran demasiado rígidas a estas temperaturas inferiores para que su metabolismo pudiera funcionar. Sin embargo, un mutante feliz, que accidentalmente tenía una membrana más flexible, sobrevivió y se multiplicó. Al hacer la transición a condiciones más frías, el microbio mutante allanó el camino para acceder a la superficie inhabitada del planeta. Mientras tanto, para los miembros de la colonia original, confinada confortablemente en el reino subterráneo, la vida ha continuado prácicamente igual hasta nuestros días.

    Un primer desarrollo clave fue un cambio que hicieron algunos organismos de las sustancias químicas a la luz como fuente de energía, y por entonces la vida debió de extenderse hasta la superficie. Probablemente, el primero de tales “fotótrofos” no utilizaba la moderna fotosíntesis de clorofila, sino algún proceso más elemental. Algunas arqueobacterias del Mar Muerto siguen utilizando una forma más bien primitiva de fotosíntesis basada en una sustancia roja relacionada con la vitamina A. La captura de la luz solar comenzó en serio con las bacterias, que descubrieron una forma de arrancar electrones de minerales, potenciarlos con fotones solares y utilizar la energía almacenada para fabricar material orgánico.

    Un refinamiento posterior los liberó de la dependencia de minerales, permitiendo a las bacterias arrancar electrones del agua y liberar oxígeno en consecuencia. El componente crucial en este ingenioso proceso era la clorofila, la sustancia que da el color verde a las plantas. Puesto que sólo se necesitaba agua, dióxido de carbono y luz, estaba abierto el camino para el verdor del planeta.

    Finalmente, la profunda escisión que prodijo el dominio de las eucarias ocurrió probablemente cuando las condiciones eran algo más frías. Por alguna razón, quizá por estar espuestas a los desafíos de un entorno menos estable, las eucarias de temperatura más baja se desarrollaron a un ritmo mucho más rápido.

    El posterios florecimiento de la vida, su diversificación en muchas especies, y el enorme aumento de la complejidad biológica derivan directamente de la ramificación de las eucarias en el árbol de la vida. Sin este paso trascendental, es poco probable que nosotros -o cualesquiera otros seres sintientes- existiéramos hoy en la Tierra para poder reflexionar sobre el significado de la vida en la Tierra desde sus comienzos hasta el momento presente.

    Saludos amigo

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