Les esponges aquàtiques podrien tenir pistes sobre l’origen del cervell

Format per uns 86.000 milions de neurones, el cervell humà controla les funcions corporals –com la visió o el moviment– i proporciona a més consciència i comprensió; no obstant, malgrat la seva gran importància, continua sent una incògnita quan i com va sorgir aquesta màquina biològica.

Se sap que els primers cervells animals van aparèixer fa centenars de milions d’anys i que només les espècies animals més primitives, com les esponges aquàtiques, no en tenen.

Ara, un estudi publicat a ‘Science’ afirma que, paradoxalment, les esponges poden ajudar a revelar el misteri de com van evolucionar les neurones i els cervells.

Les neurones del cervell es comuniquen mitjançant connexions entre cèl·lules (sinapsi) que són el nucli de la funció cerebral i estan regulades per una sèrie de gens.

Les esponges no tenen aquestes sinapsis, però el seu genoma continua codificant molts dels gens sinàptics. Però, si no tenen cervell, ¿quina és la funció d’aquests gens?

«Tot i que sembli senzill, respondre aquesta pregunta era més enllà de les nostres capacitats tecnològiques fins ara», adverteix el cap de grup del Laboratori Europeu de Biologia Molecular (EMBL, en les seves sigles en anglès) Detlev Arendt, coautor de l’estudi.

Per estudiar el paper d’aquests gens sinàptics a les esponges, el laboratori d’Arendt va fer servir tecnologies de microfluids i tecnologies genòmiques a l’esponja d’aigua dolça ‘Spongilla lacustris’, unes tècniques que van permetre als científics capturar cèl·lules individuals de diverses esponges dins de gotetes de microfluids i després perfilar l’activitat genètica de cada cèl·lula.

«Vam demostrar que certes cèl·lules de les cambres digestives de les esponges activen els gens sinàptics. Així, fins i tot en un animal primitiu que no té sinapsis, els gens sinàptics estan actius en parts específiques del seu cos», afirma Jacob Musser, investigador del grup d’Arendt i autor principal de l’estudi.

L’estudi detalla que les esponges utilitzen les cambres digestives per filtrar l’aliment de l’aigua i interactuar amb els microbis de l’entorn.

«Combinant la microscòpia electrònica amb l’obtenció d’imatges de rajos X en una línia de llum de sincrotró, vam poder visualitzar l’impressionant comportament d’aquestes cèl·lules», explica Yannick Schwab, investigador de l’EMBL d’Hamburg (Alemanya).

Cèl·lules per la cambra digestiva

Els científics van captar instantànies tridimensionals de cèl·lules que s’arrosseguen per la cambra digestiva per eliminar els bacteris invasors i envien llargs braços que envolten l’aparell d’alimentació de determinades cèl·lules digestives.

Notícies relacionades

Dels vídeos de gatets a TikTok a la primera filòsofa en la selectivitat: així ha sigut l’examen de Filosofia a Catalunya

Les escoles catalanes tindran 550 nous docents per atendre alumnes amb necessitats educatives especials

Aquest comportament crea una interfície per a la comunicació cèl·lula-cèl·lula dirigida, com també passa a través de les sinapsis entre les cèl·lules neuronals al nostre cervell.

«Els nostres resultats apunten que les cèl·lules que regulen l’alimentació i controlen l’entorn microbià són possibles precursores evolutives dels primers cervells animals. Realment fa pensar», indica Musser.