Com van aparèixer les neurones? En troben l'origen en un dels animals més simples que existeixen

Les neurones són les cèl·lules que formen els nervis i el cervell i que permeten als animals percebre l'estat exterior i interior del cos i controlar-lo per moure's i poder continuar vivint.

Encara no es coneix amb precisió com van aparèixer, però una recerca feta a Barcelona al Centre de Regulació Genòmica, el CRG, n'ha descobert un precedent als placozous, que figuren entre els animals més senzills existents.

Es calcula que els primers placozous, que són com petites gotes microscòpiques que viuen a les roques de la vora dels mars càlids i poc profunds i s'alimenten d'algues, van aparèixer fa uns 800 milions d'anys.

Les cèl·lules peptidèrgiques, antecedents de les neurones

Malgrat que no tenen òrgans diferenciats i que només els componen unes 50.000 cèl·lules d'uns 10 tipus diferents, un dels tipus, anomenades peptidèrgiques, els permet moure's i alimentar-se.

Segons Sebastián Najle, primer coautor de l'estudi, n'han fet una anàlisi genòmica molt precisa i han descobert que el funcionament d'aquestes cèl·lules és molt semblant al de les neurones:

"Ja se sabia que tenien les peces genètiques necessàries per construir la maquinària que emet els senyals en una neurona, el que no se sabia és que tenien les instruccions per muntar aquesta maquinària."

La recerca, que ha publicat aquest dimarts la revista científica Cell, ha identificat aquest mecanisme uns 150 milions d'anys abans de l'aparició de les neurones tal com les coneixem:

"La recerca ha descobert que aquestes cèl·lules comparteixen similituds amb les neurones, cèl·lules complexes que no van aparèixer fins molts milions d'anys després en animals més avançats."

3/5 The study found these cells share similarities with neurons - complex cells which didn't appear until many millions of years later in more advanced animals. Similarities included developmental signals that resemble neurogenesis or the ability to build a presynaptic scaffold pic.twitter.com/bcU3z2FNdB

— Centre for Genomic Regulation (CRG) (@CRGenomica) September 19, 2023

Semblants per l'origen, els gens actius i el funcionament

Els investigadors han descobert una triple similitud entre les cèl·lules peptidèrgiques i les neurones: s'originen a partir de cèl·lules epitelials, s'hi activen els mateixos gens i es comuniquen amb neuropèptids.

Aquests són fragments de proteïna que funcionen com a missatgers químics entre les cèl·lules dels placozous i són els que els permeten reaccionar als estímuls exteriors i moure's i alimentar-se.

Però són reaccions químiques, molt més lentes que les que permeten les neurones, que es comuniquen mitjançant electricitat a través de les sinapsis, cosa que dona molta rapidesa.

Els investigadors creuen que l'evolució posterior va permetre que el mecanisme de presinapsi de les cèl·lules peptidèrgiques acabés formant les sinapsis pròpiament dites.

Tres llinatges del regne animal tenen neurones i dos no

Juntament amb les esponges, els placozous són un dels dos llinatges del regne animal que no tenen neurones, mentre que els altres tres, ctenòfors, cnidaris i bilaterals, sí que en tenen.

Els ctenòfors i els cnidaris són animals marins com les meduses o les anemones, i els bilaterals són tota la resta d'animals, entre els quals hi ha els mamífers i, esclar, també els humans.

Segons Najle, els descobriments de la recerca poden ajudar a resoldre un enigma de la biologia evolutiva: per què les neurones dels ctenòfors són tan diferents de les dels cnidaris i els bilaterals.

Una de les possibles respostes és que els dos tipus no surtin d'un tronc comú, sinó que hagin evolucionat per separat de manera paral·lela:

"L'evolució de les neurones pot haver passat dues vegades per separat en el regne animal, i això és meravellós, perquè és difícil de concebre que un mecanisme tan complex com la neurona hagi pogut haver evolucionat dues vegades de manera independent."

En tot cas, es calcula que les neurones van aparèixer fa uns 650 milions d'anys, poc abans de l'anomenada "explosió càmbrica", que va suposar l'aparició a la Terra d'una enorme diversitat de plantes i animals pluricel·lulars.

La motivació de la recerca bàsica: conèixer més bé el món

Aquesta investigació feta al CRG és el que es coneix com a recerca bàsica, és a dir, que parteix de la motivació d'avançar en el coneixement científic sense buscar cap aplicació pràctica, mèdica o similar.

Però Sebastián Najle afirma que, malgrat tot, a la llarga molt possiblement es trobaran aplicacions concretes basades en aquests descobriments, tot i que de moment ja permeten saber més bé com funciona el món:

"Tots ens meravellem per la diversitat dels animals que hi ha al planeta i entendre com han evolucionat, en definitiva, és entendre el nostre propi origen."

Segons Arnau Sebé-Pedrós, autor principal de l'estudi i líder del grup de recerca júnior del CRG, conèixer amb més detall els genomes dels llinatges animals més desconeguts és "essencial per explicar la història evolutiva de la vida":

"Placozous, ctenòfors, esponges i altres animals tradicionalment poc estudiats amaguen secrets que tot just estem començant a desxifrar."