Una rata de laboratorio con tentáculos

Cuando hace cuatro años se publicó en Nature el genoma del pulpo, en concreto de un Octopus bimaculoides o pulpo de dos manchas de California, Clifton Ragsdale, neurobiólogo de la Universidad de Chicago, explicó que “el pulpo es completamente diferente a los demás animales, con sus ocho brazos prensiles, su gran cerebro y su capacidad para resolver problemas. El fallecido zoólogo británico Martin Wells había dicho que el pulpo es un extraterrestre. En este sentido, hemos secuenciado el primer genoma de un extraterrestre”. De hecho, su peculiar morfología, con tres corazones que bombean sangre azul y un cerebro en forma de rosquilla que rodea su esófago, ha inspirado a escritores y guionistas de ciencia-ficción.

Una de sus grandes singularidades ha sido confirmada hace un mes en la Conferencia Científica de Astrobiología, en Washington: el flujo de información entre las ventosas, los tentáculos y el cerebro, hasta el punto de que las ventosas pueden reaccionar en respuesta a la información de su entorno, coordinándose con las ventosas vecinas. Los tentáculos procesan la información sensorial y motora en el sistema nervioso periférico, sin esperar órdenes del cerebro. El resultado es un mecanismo de decisión de abajo hacia arriba, al contrario que en los vertebrados, detalló Dominic Sivitilli, de la Universidad de Washington en Seattle: “Es un modelo cerebral alternativo”, que manifiesta “la diversidad de la cognición en el mundo, y quizás en el universo”, aventuró.

Aunque sea invertebrado, y contorsionista consumado, exhibe comportamientos similares a los vertebrados, pero la arquitectura de su sistema nervioso es muy diferente, ya que evolucionó después de que vertebrados e invertebrados separaran sus caminos evolutivos, hace más de 500 millones de años. Los vertebrados agruparon su sistema nervioso central en una columna y centralizaron las reacciones y decisiones en el cerebro.

Varios cefalópodos, como el pulpo, distribuyeron sus neuronas por todo el cuerpo. Algunos de esos ganglios nerviosos se volvieron más dominantes, evolucionando a un cerebro, pero la arquitectura subyacente persiste en los tentáculos que pueden interactuar sin que el cerebro se dé cuenta. “Es decir -añade Sivitilli-, si bien el cerebro no está muy seguro de por dónde andan los tentáculos, estos sí saben dónde están los otros lo que permite que se coordinen durante la locomoción”. De los 500 millones de neuronas del pulpo, unas 350 millones se reparten por sus ocho tentáculos. Esta configuración de procesamiento paralelo de la información le ayuda a reaccionar con gran rapidez, sobre todo teniendo en cuenta que los cefalópodos son un bocado muy apetitoso no solo para el ser humano sino para mucha fauna marina.

El pulpo y la edición del ARN

Sus condiciones intelectuales sitúan al pulpo al nivel de cuervos, loros y primates. Y no es su única peculiaridad: puede regenerar miembros complejos, tiene ojos de vertebrado y un sofisticado sistema de camuflaje. Durante su secuenciación se confirmó asimismo su gran capacidad para editar el ARN, es decir, para alterar secuencias de proteínas, en especial de los tejidos neurales, sin cambiar el ADN subyacente. Según publicó hace dos años en la revista Cell un equipo de la Universidad de Tel Aviv, esta estrategia genética ha restringido la evolución de los cefalópodos, pero con ella pueden por ejemplo adaptarse rápidamente a los cambios de temperatura.

Los humanos tienen 20.000 genes, pero solo unos pocos capaces de editar el ARN. Los cefalópodos también tienen unos 20.000 genes, pero al menos 11.000 sitios activos de edición de ARN que afectan al proteoma. “Para ellos, la edición del ARN no es la excepción, es la regla”, explicaba el coautor del estudio Joshua Rosenthal, del Laboratorio de Biología Marina de Woods Hole (Massachusetts). Han renunciado a los beneficios de un genoma de ADN que muta con frecuencia en favor de la edición del ARN. Dado que muchos de los ARN más editados del pulpo codifican proteínas neurales, los investigadores se preguntan si tal estrategia podría contribuir a la inteligencia de los pulpos, con la que pueden abrir o escapar de frascos, usar conchas marinas para esconderse, parapetarse con piedras para defenderse de sus numerosos depredadores, cambiar el color de su piel y aprender a través de la observación.

Con todas estas habilidades no es extraño que hayan empezado a usarse como modelos de laboratorio: viven unos dos años, son manejables y tienen ciclos reproductivos predecibles, aunque no es fácil que se reproduzcan en acuarios (el jueves pasado, la española Pescanova, junto con el Instituto de Oceanografía, anunció que lo habían conseguido tras varias décadas de intentos). En el Laboratorio de Woods Hole, con un avanzado Programa de Cefalópodos, han conseguido cultivar cinco especies: Eurprymna scolopes, Sepioloidea lineolata, Sepia bandensis, Metasepia pfefferi y Octopus bimaculoides. Para sus impulsores, rezuman atractivo científico: tienen cuerpos complejos, genéticas inusuales, habilidades impresionantes y mentes inteligentes. Como señalaba Caroline Albertin, bióloga de este laboratorio, en Hakai Magazine, el sistema nervioso del cefalópodo daría pistas para entender el cerebro humano, la capacidad regenerativa de los tentáculos orientaría sobre las lesiones de la médula espinal y su preferencia para editar el ARN sería útil en terapias génicas y otras correcciones patológicas.

Su complejidad conductual los convierte en modelos de investigación en campos como la neurociencia, fisiología, ciencia del comportamiento, percepción sensorial, desarrollo evolutivo, ciencia de los materiales y robótica. Hábiles transformistas, utilizan tácticas de camuflaje altamente desarrolladas mediante células cutáneas pigmentadas y protuberancias reversibles con las que imitan algas, corales u otros objetos, características que ya han inspirado brazos robóticos flexibles, adhesivos y camuflajes programables. Por último, y con permiso de grupos animalistas que no quieren que sirvan como cobayas en los laboratorios por sus dotes intelectuales, son una excelente y abundante fuente de proteínas y vitaminas en medio mundo.

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