I ctenofori, o gelatine a pettine, sono strani animali gelatinosi che si muovono attraverso il mare spinti da minuscoli peli chiamati ciglia. Sono un gruppo enigmatico, con origini che risalgono a circa 540 milioni di anni fa, e nessuno sa esattamente quando si siano discostati dal resto dell’albero della vita.
Ora, i ricercatori hanno scoperto che queste creature simili ad alieni sono ancora più strane di quanto pensassimo: il loro sistema nervoso è come mai visto prima. Invece di fare affidamento su spazi tra le cellule nervose chiamate sinapsi per la comunicazione, almeno una parte del sistema nervoso ctenoforo è fusa.
“In realtà non l’abbiamo mai visto prima in nessun altro animale”, ha dichiarato il coautore dello studio Maike Kittelmann, un biologo cellulare e dello sviluppo presso la Oxford Brookes University nel Regno Unito. “Il che significa che ci sono altri modi in cui i neuroni possono connettersi tra loro”.
Evoluzione del sistema nervoso
La scoperta solleva interrogativi su come tutti i sistemi nervosi si siano evoluti e alimenta un dibattito di lunga data su come le gelatine a pettine siano legate al resto del regno animale. Molti scienziati pensavano che il sistema nervoso negli animali si fosse evoluto solo una volta. Ma alcuni scienziati pensano che i ctenofori si siano discostati presto dagli altri animali e abbiano sviluppato il proprio sistema nervoso separatamente.
Le gelatine a pettine non hanno cervello, ma hanno un sistema di neuroni simile a una rete noto come rete nervosa. È all’interno di questa rete nervosa che i ricercatori hanno trovato i neuroni fusi. La strana disposizione fusa potrebbe suggerire che questi sistemi si sono evoluti indipendentemente, sostiene Kittlemann. Ma è ancora una questione aperta.
La nuova ricerca esamina i ctenofori in una fase iniziale di sviluppo, quando hanno solo pochi giorni di vita. In questa fase, i ctenofori possono muoversi liberamente e persino riprodursi, ma non sono adulti completi. A seconda della specie, i ctenofori hanno una durata di vita compresa tra circa un mese e diversi anni.
La stragrande maggioranza delle cellule nervose negli animali comunica tramite sinapsi, che sono spazi tra le cellule. Per “comunicare tra loro”, i neuroni rilasciano sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori attraverso queste lacune. Ma il nuovo studio ha scoperto che all’interno della rete nervosa ctenofora, le cellule sono fuse e le loro membrane sono collegate in modo che il percorso nel corpo cellulare sia continuo. Questa struttura è chiamata sincizio.
“Ci sono alcuni altri animali che mostrano neuroni fusi ma non a a questo livello”, ha detto il coautore dello studio Pawel Burkhardt, che studia l’origine evolutiva dei neuroni e delle sinapsi all’Università norvegese di Bergen.
Reti neurali fuse
La scoperta solleva tutta una serie di nuove domande, sostiene Burkhardt, da come si sviluppa questa rete fusa a come funziona. Le stesse cellule che sono fuse insieme creano anche connessioni con altre cellule nervose tramite sinapsi, e anche altre parti del sistema nervoso ctenoforo usano sinapsi. Non è chiaro, ha detto Burkhardt, perché le gelatine a pettine utilizzino due diversi metodi di comunicazione tra le loro cellule nervose.
Una possibilità è che il sistema nervoso fuso abbia qualche vantaggio per la riparazione e la guarigione dei tessuti, ha affermato Leslie Babonis, una biologa evoluzionista della Cornell University che non è stata coinvolta nel nuovo studio. I ctenofori sono in grado di rigenerare un animale completamente nuovo da un piccolo pezzo di carne.
“Forse questo è uno dei segreti della loro incredibile capacità di rigenerazione”, ha aggiunto Babonis.
Il team di ricerca ha esaminato solo una specie di ctenoforo – Mnemiopsis leidyi – in una fase di sviluppo, quindi ora hanno in programma di scoprire se anche altre specie hanno le reti neurali fuse e se questa fusione persiste per l’intera durata della vita dell’animale.
Questo potrebbe aiutare a rispondere a domande sull’evoluzione del sistema nervoso e se è sorto una, due o più volte. Se molti ctenofori hanno sistemi nervosi fusi unici, ciò potrebbe dare credito all’ipotesi che i ctenofori abbiano evoluto il loro sistema nervoso separatamente dagli altri animali. Ma è anche possibile che tutti i sistemi nervosi degli animali condividano ancora un’origine comune e che i ctenofori abbiano sviluppato la fusione in seguito, hanno affermato i ricercatori.
Solo una manciata di lignaggi nel regno animale ha avuto il proprio sistema nervoso studiato da vicino, ha dichiarato Leonid Moroz, un biologo del Whitney Laboratory for Marine Biosciences dell’Università della Florida. Moroz non è stato coinvolto nello studio attuale, ma ha condotto uno studio sui ctenofori nel 2014, che ha scoperto che la base genetica e chimica del sistema neurale ctenoforo è molto diversa da quella osservata in altri animali.
Moroz sostiene che queste gelatine hanno evoluto il loro sistema nervoso in modo indipendente e che altri animali poco studiati potrebbero aver fatto lo stesso. Svelare questa diversità potrebbe portare a una comprensione più profonda di come sorgono i disturbi neurologici.
Fonte: Science
