El cerebro de los pulpos, más parecido al humano de lo que creíamos

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Entre todos los animales, los cefalópodos se encuentran entre los más inteligentes. Pulpos, calamares y sepias han demostrado en muchas ocasiones ser capaces de resolver problemas de gran dificultad, y todos ellos cuentan con sistemas nerviosos de una complejidad solo comparable a la de los mamíferos. En algunos aspectos su bioquímica es tan diferente a todo lo demás que algunos investigadores han llegado incluso a proponer que los pulpos vinieron del espacio. De hecho, cuando el genoma del pulpo se publicó en ‘Nature’ , el 13 de agosto de 2015, suscitó más preguntas que respuestas. Y algunos de los científicos que trabajaron en su secuenciación se referían a este animal como a «lo más parecido a un extraterrestre» en nuestro propio planeta.

Ahora, en un estudio recién aparecido en ‘Science Advances’, un equipo dirigido por Nikolaus Rajewsky, del Centro Max Delbrück, en Berlín, ha demostrado que la extraordinaria evolución de los cefalópodos está vinculada a una súbita expansión de su repertorio de microARN.

Si retrocedemos lo suficiente en el tiempo, nos encontraremos con el que fue el último ancestro común conocido entre humanos y cefalópodos. Se trataba de un animal muy primitivo, similar a un gusano y dotado de una inteligencia mínima. Pero después, los animales fueron progresando, haciéndose cada vez más complejos y diferentes entre sí. Ahora, el reino animal puede dividirse en dos clases de organismos: los que tienen columna vertebral y los que no. Al primer grupo, los vertebrados, pertenecen los primates y los demás mamíferos, que en general desarrollaron grandes y complejos cerebros con distintas capacidades cognitivas. Cosa que los invertebrados, el segundo grupo, no hizo. Con una única excepción: los cefalópodos.


Durante mucho tiempo, los científicos se han preguntado por qué un sistema nervioso tan complejo pudo llegar a desarrollarse sólo en este tipo de moluscos. Y ahora, el estudio de ‘Science Advances’ propone una posible solución. En su artículo, Rajewsky y sus colegas explican que los pulpos poseen un repertorio enormemente expandido de microARN (miARN) en su tejido neural, algo muy similar a lo que sucedió en el desarrollo de los vertebrados. «Entonces, ¡esto es lo que nos conecta con el pulpo!», dice Rajewsky, que está convencido de que este hallazgo probablemente signifique que los miARN juegan un papel fundamental en el desarrollo de cerebros complejos.

En 2019, Rajewsky leyó una publicación sobre análisis genéticos realizados en pulpos. Los científicos habían descubierto que en estos cefalópodos se produce una gran cantidad de edición de ARN, lo que significa que hacen un uso extensivo de ciertas enzimas que pueden recodificar su ARN. «Esto me hizo pensar -explica- que los pulpos podrían ser buenos no solo para editar, sino que también podrían tener otros trucos de ARN bajo la manga». Y así comenzó una colaboración con la estación de investigación marina Stazione Zoologica Anton Dohrn , en Nápoles, que le envió muestras de 18 tipos diferentes de tejido de pulpos muertos.

Los resultados de estos análisis fueron sorprendentes: «De hecho, se llevaba a cabo una gran cantidad de edición de ARN, pero no en las áreas que creemos que son de interés», dice Rajewsky. El descubrimiento más interesante fue, de hecho, la espectacular expansión de un conocido grupo de genes de ARN, los microARN. Se encontraron un total de 42 nuevas familias de miARN, específicamente en tejido neural y principalmente en el cerebro. Dado que estos genes se conservaron durante la evolución de los cefalópodos, el equipo concluye que fueron claramente beneficiosos para los animales y, por lo tanto, funcionalmente importantes.

El secreto está en el miARN
Rajewsky ha estado investigando los miARN durante más de 20 años. En lugar de traducirse en ARN mensajero y entregar las instrucciones para la producción de proteínas en la célula, estos genes codifican pequeños fragmentos de ARN que se unen al ARN mensajero y, por lo tanto, influyen en la producción de proteínas. Estos sitios de unión también se conservaron a lo largo de la evolución de los cefalópodos, otra indicación de que estos nuevos miARN tienen una importancia funcional.

«Se trata de la tercera mayor expansión de familias de microARN en el mundo animal y la más grande fuera de los vertebrados -dice por su parte el autor principal del estudio, Grygoriy Zolotarov-. Para hacerse una idea de la escala, las ostras, que también son moluscos, han adquirido solo cinco nuevas familias de microARN desde los últimos ancestros que compartieron con los pulpos, ¡mientras que los pulpos han adquirido 90!». Y las ostras, añade Zolotarov, no son precisamente conocidas por su inteligencia.

La fascinación de Rajewsky por los pulpos comenzó hace años, durante una visita nocturna al Acuario de la Bahía de Monterey en California. «Vi a esta criatura sentada en el fondo del tanque y pasamos varios minutos, o eso pensé, mirándonos». Según el científico, mirar a un pulpo es muy diferente que mirar a un pez: «No es muy científico, pero sus ojos exudan una sensación de inteligencia«. Los pulpos tienen ojos muy complejos, igual que los humanos.

Pulpos, un cerebro ‘extraterrestre’
Desde una perspectiva evolutiva, los pulpos son únicos entre los invertebrados. Tienen tanto un cerebro central como un sistema nervioso periférico, que es capaz de actuar de forma independiente. Si un pulpo pierde un tentáculo, el tentáculo permanece sensible al tacto y aún puede moverse. La razón por la que los pulpos son los únicos que han desarrollado funciones cerebrales tan complejas podría radicar en el hecho de que usan sus brazos para tareas que requieren de mucha habilidad, como herramientas para abrir caparazones, por ejemplo. Los pulpos también muestran otros signos de inteligencia: son muy curiosos y pueden recordar cosas. También pueden reconocer a las personas y, de hecho, gustarles más algunas que otras. Los investigadores ahora creen que incluso sueñan, ya que cambian el color y las estructuras de la piel mientras duermen. Quien haya visto el documental ‘Lo que el pulpo me enseñó’, disponible en plataformas de streaming, nunca volverá a mirar a este animal con los mismos ojos.

Durante mucho tiempo, los científicos se han preguntado por qué un sistema nervioso tan complejo pudo llegar a desarrollarse sólo en este tipo de moluscos. Y ahora, el estudio de ‘Science Advances’ propone una posible solución. En su artículo, Rajewsky y sus colegas explican que los pulpos poseen un repertorio enormemente expandido de microARN (miARN) en su tejido neural, algo muy similar a lo que sucedió en el desarrollo de los vertebrados. «Entonces, ¡esto es lo que nos conecta con el pulpo!», dice Rajewsky, que está convencido de que este hallazgo probablemente signifique que los miARN juegan un papel fundamental en el desarrollo de cerebros complejos.

En 2019, Rajewsky leyó una publicación sobre análisis genéticos realizados en pulpos. Los científicos habían descubierto que en estos cefalópodos se produce una gran cantidad de edición de ARN, lo que significa que hacen un uso extensivo de ciertas enzimas que pueden recodificar su ARN. «Esto me hizo pensar -explica- que los pulpos podrían ser buenos no solo para editar, sino que también podrían tener otros trucos de ARN bajo la manga». Y así comenzó una colaboración con la estación de investigación marina Stazione Zoologica Anton Dohrn , en Nápoles, que le envió muestras de 18 tipos diferentes de tejido de pulpos muertos.

Los resultados de estos análisis fueron sorprendentes: «De hecho, se llevaba a cabo una gran cantidad de edición de ARN, pero no en las áreas que creemos que son de interés», dice Rajewsky. El descubrimiento más interesante fue, de hecho, la espectacular expansión de un conocido grupo de genes de ARN, los microARN. Se encontraron un total de 42 nuevas familias de miARN, específicamente en tejido neural y principalmente en el cerebro. Dado que estos genes se conservaron durante la evolución de los cefalópodos, el equipo concluye que fueron claramente beneficiosos para los animales y, por lo tanto, funcionalmente importantes.

El secreto está en el miARN
Rajewsky ha estado investigando los miARN durante más de 20 años. En lugar de traducirse en ARN mensajero y entregar las instrucciones para la producción de proteínas en la célula, estos genes codifican pequeños fragmentos de ARN que se unen al ARN mensajero y, por lo tanto, influyen en la producción de proteínas. Estos sitios de unión también se conservaron a lo largo de la evolución de los cefalópodos, otra indicación de que estos nuevos miARN tienen una importancia funcional.

«Se trata de la tercera mayor expansión de familias de microARN en el mundo animal y la más grande fuera de los vertebrados -dice por su parte el autor principal del estudio, Grygoriy Zolotarov-. Para hacerse una idea de la escala, las ostras, que también son moluscos, han adquirido solo cinco nuevas familias de microARN desde los últimos ancestros que compartieron con los pulpos, ¡mientras que los pulpos han adquirido 90!». Y las ostras, añade Zolotarov, no son precisamente conocidas por su inteligencia.

La fascinación de Rajewsky por los pulpos comenzó hace años, durante una visita nocturna al Acuario de la Bahía de Monterey en California. «Vi a esta criatura sentada en el fondo del tanque y pasamos varios minutos, o eso pensé, mirándonos». Según el científico, mirar a un pulpo es muy diferente que mirar a un pez: «No es muy científico, pero sus ojos exudan una sensación de inteligencia«. Los pulpos tienen ojos muy complejos, igual que los humanos.

Pulpos, un cerebro ‘extraterrestre’
Desde una perspectiva evolutiva, los pulpos son únicos entre los invertebrados. Tienen tanto un cerebro central como un sistema nervioso periférico, que es capaz de actuar de forma independiente. Si un pulpo pierde un tentáculo, el tentáculo permanece sensible al tacto y aún puede moverse. La razón por la que los pulpos son los únicos que han desarrollado funciones cerebrales tan complejas podría radicar en el hecho de que usan sus brazos para tareas que requieren de mucha habilidad, como herramientas para abrir caparazones, por ejemplo. Los pulpos también muestran otros signos de inteligencia: son muy curiosos y pueden recordar cosas. También pueden reconocer a las personas y, de hecho, gustarles más algunas que otras. Los investigadores ahora creen que incluso sueñan, ya que cambian el color y las estructuras de la piel mientras duermen. Quien haya visto el documental ‘Lo que el pulpo me enseñó’, disponible en plataformas de streaming, nunca volverá a mirar a este animal con los mismos ojos.

Tomado de: https://www.abc.es/ciencia/cerebro-pulpos-parecido-humano-creiamos-20221128113527-nt.html

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