Evolución de las neuronas podría haber sucedido más de una vez

Las neuronas son unas células especializadas que forman parte del sistema nervioso de la mayoría de los animales. Su función es transmitir y recibir señales eléctricas y químicas que permiten coordinar y controlar el movimiento, la percepción, el aprendizaje, la memoria y la toma de decisiones. Gracias a las neuronas, los animales pueden adaptarse al entorno, comunicarse y resolver problemas. Sin embargo, la evolución de las neuronas pudo haber ocurrido en varias ocasiones de manera convergente.

Las neuronas son tan importantes que se podría pensar que son el resultado de una sola evolución, es decir, que surgieron una vez en la historia de la vida y se transmitieron a todos los descendientes. Sin embargo, algunos estudios recientes sugieren que las neuronas podrían haber evolucionado más de una vez, de forma independiente, en diferentes grupos de animales. Esta idea plantea un gran desafío para la biología evolutiva y para comprender el origen y la diversidad de las neuronas.

Los ctenóforos: criaturas marinas con un sistema nervioso único

Los ctenóforos son unos animales marinos invertebrados que se parecen a las medusas, pero que no están emparentados con ellas. Tienen un cuerpo transparente y gelatinoso, con ocho hileras de peines ciliados que les sirven para nadar y capturar el alimento. También tienen una red de neuronas bajo la piel y un nudo de neuronas en un extremo que actúa como un cerebro rudimentario. Con este sistema nervioso, los ctenóforos pueden responder a la luz, al tacto, a la gravedad y a los depredadores.

Los ctenóforos, criaturas marinas que podrían ser los animales más antiguos que existen, presentan un enigma fascinante para los científicos. Según algunos análisis genéticos, se separaron del resto de los animales hace unos 600 millones de años. Este hecho plantea una interesante posibilidad: las neuronas, que son fundamentales para la mayoría de los animales, podrían haber existido en el ancestro común de todos los animales y algunos, como los ctenóforos, las conservaron. Alternativamente, las neuronas podrían haber surgido después de que los ctenóforos se diversificaran, lo que sugeriría una evolución independiente de las neuronas.

Las esponjas: seres vivos sin neuronas

Las esponjas son unos animales acuáticos, tanto marinos como de agua dulce, que tienen un cuerpo poroso y sin órganos. Se alimentan filtrando el agua y los nutrientes que circulan por sus canales internos. No tienen boca, ni ojos, ni músculos, ni sistema nervioso. Se fijan al sustrato y no se mueven, salvo algunas excepciones.

Algunos estudios genéticos sugieren que las esponjas podrían ser los animales más primitivos que existen, al igual que los ctenóforos , podrían haberse separado del resto de los animales hace unos 600 millones de años. Si esto es cierto, nos encontramos ante dos posibilidades: o bien las neuronas no existían en el ancestro común de todos los animales y algunos animales las desarrollaron posteriormente, o bien las neuronas existían en el ancestro común y las esponjas las perdieron en algún punto de su evolución. Estas posibilidades resaltan la complejidad y diversidad de los caminos evolutivos en diferentes grupos de animales.

Las neuronas de los ctenóforos y su evolución

Las neuronas de los ctenóforos son unas células que forman parte de su sistema nervioso y que les permiten procesar información y generar respuestas. Sin embargo, son muy distintas de las neuronas de otros animales, tanto en su estructura como en su funcionamiento. Algunas de las diferencias más notables son:

• Las neuronas de los ctenóforos no tienen sinapsis, que son las uniones entre neuronas que facilitan la transmisión de señales. En su lugar, se comunican directamente con otras células mediante sustancias químicas.
• Las neuronas de los ctenóforos no usan los mismos neurotransmisores que las neuronas de otros animales, que son las moléculas que transportan las señales químicas. En su lugar, usan unos péptidos que son cadenas cortas de aminoácidos.
• Las neuronas de los ctenóforos no tienen los mismos genes que las neuronas de otros animales, que son los que codifican las proteínas que intervienen en la formación y el funcionamiento de las neuronas. En su lugar, tienen unos genes que son exclusivos de ellos o que se parecen más a los de otros tipos de células.

Estas diferencias sugieren que las neuronas de los ctenóforos podrían haber evolucionado de forma independiente de las neuronas de otros animales, a partir de unos tipos de células distintos y mediante unos mecanismos diferentes.

¿Qué hipótesis explican el origen de las neuronas?

El origen de las neuronas es uno de los grandes misterios de la biología evolutiva, ya que no se sabe con certeza cómo surgieron estas células tan complejas y tan similares entre los animales. Hay varias hipótesis que intentan explicar este fenómeno, pero ninguna es definitiva ni excluyente. Algunas de las más importantes son:

• La hipótesis del cerebro químico, que propone que las neuronas se originaron a partir de unas células que solo usaban señales químicas para comunicarse con otras células. Estas células secretoras podrían haberse especializado y diversificado hasta dar lugar a las neuronas, que combinan señales químicas y eléctricas. Esta hipótesis se basa en la existencia de unos animales llamados placozoos, que no tienen neuronas pero sí unas células peptidérgicas que se parecen a las neuronas en algunos aspectos.
• La hipótesis de la red contráctil, que propone que las neuronas se originaron a partir de unas células que combinaban las funciones de los músculos y las neuronas. Estas células neuromusculares podrían haberse separado y especializado en células musculares y células nerviosas. Esta hipótesis se basa en la existencia de unos animales llamados cnidarios, que tienen unas células llamadas nematocistos que se contraen y disparan unas toxinas cuando reciben un estímulo.

El estudio de la evolución de las neuronas: un campo de investigación fascinante

El estudio de las neuronas es un campo de investigación muy amplio y dinámico, que ofrece muchos desafíos y oportunidades para el avance del conocimiento y el desarrollo de aplicaciones. Algunos de los aspectos más relevantes son:

• El desafío de reconstruir el árbol de la vida animal, teniendo en cuenta las neuronas y otros rasgos. Esto implica analizar los genomas, las morfologías y los comportamientos de los animales actuales y fósiles, y compararlos entre sí y con otros grupos de seres vivos.
• El desafío de entender el funcionamiento de las neuronas y los sistemas nerviosos, tanto a nivel molecular, celular, tisular, orgánico y sistémico. Esto implica estudiar los mecanismos de generación, transmisión y recepción de señales, y cómo estos mecanismos se regulan y se coordinan para producir respuestas adaptativas.

La evolución de las neuronas: un viaje a través del tiempo

La evolución de las neuronas es un proceso fascinante que ha dado lugar a una gran diversidad de formas y funciones. Algunos de los hitos más importantes son:

• La aparición de las primeras neuronas, hace unos 600 millones de años, en los primeros animales multicelulares. Estas neuronas primitivas eran probablemente muy simples y tenían funciones limitadas, pero sentaron las bases para el desarrollo de sistemas nerviosos más complejos.
• La diversificación de las neuronas, hace unos 500 millones de años, en los primeros animales con cerebro. Estas neuronas especializadas permitieron la aparición de comportamientos más sofisticados, como la caza, la defensa, la reproducción y la comunicación.
• La expansión de las neuronas, hace unos 400 millones de años, en los primeros animales terrestres. Estas neuronas adaptadas permitieron la exploración y la colonización de nuevos hábitats, como la tierra y el aire.

Para seguir pensando

A lo largo de milenios, la evolución ha tejido complejas redes neuronales, desde sus modestos orígenes hasta sistemas cerebrales sofisticados. Las variaciones en las neuronas de distintas especies desvelan intrigantes caminos evolutivos. ¿Cómo se forjaron estas diferencias entre las neuronas de los ctenóforos y otros animales? Este enigma desafía las ideas preestablecidas sobre el desarrollo neuronal. La observación de estas particularidades alimenta una incansable búsqueda de respuestas sobre los múltiples senderos que la evolución ha recorrido para moldear estas células especializadas.