Cientos de millones de años antes de la evolución de los animales con cuerpos segmentados, esqueletos articulados o apéndices, los invertebrados de cuerpo blando como las babosas de mar dominaban los mares. Un nuevo estudio encuentra paralelismos entre la arquitectura del cerebro que impulsa la locomoción en las babosas de mar y la de criaturas segmentadas más complejas con esqueletos y apéndices articulados.
El estudio, publicado en Journal of Neuroscience, sugiere que, en lugar de desarrollar un conjunto completamente nuevo de circuitos neuronales para gobernar el movimiento de partes segmentadas del cuerpo, los insectos, crustáceos e incluso vertebrados como los mamíferos adaptaron una red de neuronas, un módulo, que locomoción guiada y postura en organismos mucho más simples.
«Las babosas de mar aún pueden tener ese módulo, una pequeña red de neuronas llamada ‘grupo A’, con 23 neuronas identificadas hasta ahora», dijo el profesor de fisiología molecular e integradora de Urbana-Champaign de la Universidad de Illinois, Rhanor Gillette, quien dirigió la nueva investigación. .
«La pregunta que abordamos en este estudio es si las similitudes que vemos entre las babosas de mar y las criaturas más complejas evolucionaron de forma independiente o si aquellas con partes del cuerpo segmentadas y apéndices pueden haber heredado su circuito neuronal subyacente de un ancestro común bilateral de cuerpo blando». él dijo.
Para responder a esa pregunta, Gillette y sus colegas, los exestudiantes de posgrado Colin Lee y Jeffrey Brown, grabaron en video los movimientos de las babosas marinas y combinaron esos datos con las respuestas registradas a la estimulación de los nervios y neuronas específicas en el cerebro de las babosas marinas.
«La babosa de mar depredadora que estudiamos, Pleurobranchea californicausa los cilios de su pie para gatear, remando a través de la mucosidad secretada «, dijo Gillette». – todo impulsado por el grupo A».
Estudios previos del laboratorio de Gillette mostraron que Pleurobranchaea realiza cálculos de costo-beneficio cada vez que se encuentra con otra criatura en la naturaleza. Si tiene mucha hambre, las neuronas que controlan su ataque y comportamiento de alimentación están en un estado elevado de excitación y perseguirá casi cualquier cosa que huela a comida. En otras circunstancias, no hará nada o incluso evitará activamente el estímulo.
«Esta es una buena idea si no necesita la comida y puede evitar otros caníbales Pleurobranchaea atraído por él», dijo Gillete. «Todos estos comportamientos implican cómo el grupo A se coordina con las opciones de acción».
En los mamíferos, un módulo especial del rombencéfalo llamado sistema reticular traduce instrucciones específicas para elecciones de acción desde regiones superiores del cerebro para la postura y la locomoción, dijo Gillette. Esta región luego envía los comandos motores a la médula espinal para su transmisión final a los músculos.
«En particular, el sistema reticular se basa en neuronas críticas productoras de serotonina para controlar los movimientos corporales en la postura y la locomoción», dijo. «En el nuevo estudio, encontramos que las neuronas productoras de serotonina similares en el grupo A de las babosas de mar impulsan comportamientos como la persecución, la evitación y el escape.
«En su relativa simplicidad, las babosas de mar se asemejan en muchos aspectos al esperado ancestro más simple de los animales complejos de hoy», dijo Gillette. «Todos los módulos principales del circuito de elección de acción, que traducen esa elección en comandos motores y la generación de patrones motores que se encuentran en los sistemas nerviosos de animales complejos también son identificables en las babosas marinas de cuerpo blando más simples».
El estudio ofrece la primera evidencia de que los circuitos que impulsan la locomoción en animales con cuerpos y comportamientos complejos «tienen analogías funcionales cercanas en los moluscos gasterópodos más simples y pueden compartir una herencia común», dijo Gillette.
