Estos gusanos sin orejas escuchan a través de la piel

Los hallazgos ofrecen una nueva herramienta biológica para estudiar los mecanismos genéticos subyacentes al sentido del oído.

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El gusano Caenorhabditis elegans es un nematodo muy empleado en investigación biológica y, tradicionalmente, se pensaba que solo tenía tres sentidos principales: tacto olfato y gusto. Hace tiempo, se descubrió que estos animales también tienen la capacidad de sentir la luz a pesar carecer de ojos, y también se ha demostrado que tienen sentido de propiocepción (sentir la propia postura corporal durante el movimiento).

"Sólo faltaba un sentido primario más: la sensación auditiva o el oído", explica Shawn Xu, investigador en la Universidad de Michigan y autor principal del estudio. "Pero el oído es diferente a otros sentidos, que se encuentran ampliamente en otros phyla animales. En realidad, solo se ha descubierto en vertebrados y algunos artrópodos. Por lo tanto, se creía que la gran mayoría de las especies de invertebrados son insensibles al sonido".

Sin embargo, los resultados que se presentan en este nuevo estudio publicado en la revista Neuron indican que estas lombrices intestinales pueden detectar y responder a los sonidos. En concreto, los científicos descubrieron que los gusanos respondían a los sonidos del aire en el rango de 100 hercios a 5 kilohercios, un rango más amplio de lo que pueden sentir algunos vertebrados. Cuando se reproduce un tono en ese rango, los gusanos se alejan rápidamente de la fuente del sonido, lo que demuestra que no solo escuchan el tono, sino que perciben de dónde proviene.

Una cóclea de cuerpo entero

Los investigadores llevaron a cabo varios experimentos para asegurarse de que los gusanos respondieran a las ondas sonoras transportadas por el aire y no a las vibraciones en la superficie donde descansaban. En lugar de "sentir" las vibraciones a través del tacto, Xu cree que los gusanos perciben estos tonos actuando como una especie de cóclea de cuerpo entero, la cavidad en espiral llena de líquido en el oído interno de los vertebrados.

Los gusanos tienen dos tipos de neuronas sensoriales auditivas que están estrechamente conectadas a la piel de los gusanos. Cuando las ondas sonoras chocan contra la piel de los gusanos, hacen vibrar la piel, lo que a su vez puede hacer que el líquido dentro del gusano vibre de la misma manera que el líquido vibra en una cóclea. Estas vibraciones activan las neuronas auditivas unidas a la piel de los gusanos, que luego traducen las vibraciones en impulsos nerviosos.

Y debido a que los dos tipos de neuronas están localizados en diferentes partes del cuerpo del gusano, el gusano puede detectar la fuente de sonido según las neuronas que se activan. Este sentido puede ayudar a los gusanos a detectar y evadir a sus depredadores, muchos de los cuales generan sonidos audibles cuando cazan.

"Nuestro estudio muestra que no podemos, simplemente, asumir que los organismos que carecen de oídos no pueden sentir el sonido", explica el experto.

Si bien el sentido auditivo de los gusanos tiene algunas similitudes con el funcionamiento del sistema auditivo en los vertebrados, esta nueva investigación revela diferencias importantes con respecto a cómo los vertebrados o los artrópodos perciben el sonido.

"Basándonos en estas diferencias, que existen hasta el nivel molecular, creemos que el sentido del oído probablemente ha evolucionado de forma independiente, varias veces en diferentes filos de animales", dijo Xu. "Sabíamos que la audición se ve muy diferente entre vertebrados y artrópodos. Ahora, con C. elegans, hemos encontrado otra vía diferente para esta función sensorial, lo que indica una evolución convergente. Esto contrasta fuertemente con la evolución de la visión, que, como propuso Charles Darwin, ocurrió bastante temprano y probablemente solo una vez con un antepasado común·.

Ahora que se han observado todos los sentidos principales en C. elegans, Xu y sus colegas planean profundizar en los mecanismos genéticos y la neurobiología que impulsan estas sensaciones.

"Esto abre un campo completamente nuevo para estudiar la sensación auditiva y la mecanosensación en su conjunto", dijo. "Con esta nueva incorporación de la sensación auditiva, ahora hemos establecido completamente que todos los sentidos primarios se encuentran en C. elegans, lo que los convierte en un sistema modelo excepcional para estudiar la biología sensorial".

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