¿En qué se parece el cerebro de un humano y el de un pulpo?

Según un nuevo estudio publicado en la revista BMC Biology, humanos y pulpos compartimos unos genes conocidos como transposones o genes “saltarines”. Esta semejanza molecular podría explicar la gran inteligencia que poseen estos animales invertebrados.

El pulpo es dueño de un cerebro muy complejo y unas capacidades cognitivas que son únicas entre los invertebrados. Tanto es así que, en determinados aspectos, se parece más a un vertebrado que a un invertebrado. Ahora, un nuevo estudio publicado en BMC Biology podría explicar el porqué de su avanzado cerebro. La clave podría estar en los transposones o genes “saltarines”, que también poseemos los humanos.

Al menos dos especies de pulpo, el pulpo común (Octopus vulgaris) y el pulpo californiano (Octopus bimaculoides) comparten con nosotros unos genes conocidos con el nombre de transposones o genes “saltarines”. En 2001, tras secuenciarse el genoma humano, se descubrió que un 45 % de él está compuesto por este tipo de genes. Los transposones se mueven dentro de nuestro genoma por medio de mecanismo moleculares de copia y pega o corte. En la mayoría de los casos están en un estado silencioso: no tienen efectos visibles ni se mueven. Algunos de ellos están inactivos porque, a lo largo de las generaciones, han acumulado mutaciones. Otros están intactos, pero bloqueados por mecanismos de defensa celular. Desde un punto de vista evolutivo, incluso estos fragmentos y copias rotas de transposones pueden seguir siendo útiles, como "materia prima" que la evolución puede esculpir.

Pulpo
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Los genes móviles más relevantes son los que pertenecen a la familia de los LINE (Long Interspersed Nuclear Elements o elementos nucleares largos intercalados, en español). Se encuentran en un centenar de copias en el genoma humano y aún son potencialmente activos. Tradicionalmente se ha pensado que la actividad de los LINE era solo un vestigio del pasado, un remanente de los procesos evolutivos en los que intervenían estos elementos móviles, pero en los últimos años han surgido nuevas pruebas que demuestran que su actividad está finamente regulada en el cerebro. Son muchos los científicos que creen que los transposones LINE están asociados a capacidades cognitivas como el aprendizaje y la memoria. Son especialmente activos en el hipocampo, la estructura más importante de nuestro cerebro para el control neuronal de los procesos de aprendizaje.

En el genoma de los pulpos estudiados, igual que en el nuestro, hay una buena cantidad de transposones, la mayoría inactivos. Los científicos buscaron en los pulpos transposones capaces de copiar y pegar y encontraron uno de la familia de los LINE en zonas del cerebro que son cruciales para las capacidades cognitivas de estos invertebrados. El descubrimiento se logró por medio de técnicas de secuenciación de nueva generación que se emplearon para analizar la composición molecular de los genes activos del sistema nervioso de los pulpos.

"El descubrimiento de un elemento de la familia LINE, activo en el cerebro de las dos especies de pulpos, es muy significativo porque añade apoyo a la idea de que estos elementos tienen una función específica que va más allá de copiar y pegar", explica Remo Sanges, director del laboratorio de Genómica Computacional de la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (Trieste, Italia) y que también ha participado en el estudio.

En el estudio que se ha publicado en BMC Biology ha participado un equipo de científicos internacional compuesto por más de 20 investigadores.

"Salté literalmente en la silla cuando, bajo el microscopio, vi una señal muy fuerte de actividad de este elemento en el lóbulo vertical, la estructura del cerebro que en el pulpo es la sede del aprendizaje y las capacidades cognitivas, al igual que el hipocampo en los humanos", cuenta Giovanna Ponte, de la Stazione Zoologica Anton Dohrn (Nápoles, Italia).

Según Giuseppe Petrosino, de la Stazione Zoologica Anton Dohrn, y Stefano Gustincich, del Istituto Italiano di Tecnologia, "esta similitud entre el hombre y el pulpo, que muestra la actividad de un elemento LINE en la sede de las capacidades cognitivas, podría explicarse como un fascinante ejemplo de evolución convergente, un fenómeno por el cual, en dos especies genéticamente distantes, se desarrolla el mismo proceso molecular de forma independiente, en respuesta a necesidades similares."

"El cerebro del pulpo es funcionalmente análogo en muchas de sus características al de los mamíferos", afirma Graziano Fiorito, director del Departamento de Biología y Evolución de los Organismos Marinos de la Stazione Zoologica Anton Dohrn. "Por esta razón, además, el elemento LINE identificado representa un candidato muy interesante a estudiar para mejorar nuestros conocimientos sobre la evolución de la inteligencia".

 

Referencia: Petrosino, G., Ponte, G., Volpe, M. et al. 2022. Identification of LINE retrotransposons and long non-coding RNAs expressed in the octopus brain. BMC Biology. DOI: https://doi.org/10.1186/s12915-022-01303-5

Mar Aguilar

Mar Aguilar

Me hubiera gustado ser médica pero le tengo terror a la sangre. Por eso, escribir sobre salud no me parece mal plan. También me interesa la nutrición. Disfruto viendo vídeos de YouTube con guiris preparando comida saludable y me encantan los animales.

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