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Me gusta enfatizar que toda célula proviene de otra célula. Pero ¿de dónde viene la neurona? Si nos referimos a cómo surgen en el desarrollo, lo hacen a partir de otra célula llamada neuroblasto, en el epitelio neural. Evolutivamente tendríamos que preguntarnos de dónde vienen los tipos celulares, y qué es un tipo celular: dos interrogantes que los biólogos evolutivos aún están tratando de elucidar. Como solo tengo unas pocas líneas para transmitirte lo genial que es esto, antes de que te aburras, tomaré otro camino hacia el origen evolutivo de la neurona. 

Para este viaje, necesitamos tener presente algunos conceptos, como el de neurona, que de manera resumida podemos decir que es un tipo de célula secretora polarizada especializada en recibir y transmitir información dentro de una red. Como la neurona es una célula animal, es importante recordar cómo definimos a un metazoo, y los diferentes tipos de sistemas nerviosos que existen en el Reino Animal. La evidencia apunta a que las neuronas de diferentes grupos de animales podrían tener múltiples orígenes. Para simplificar las cosas, podemos pensar solo en la evolución de nuestro sistema nervioso. 

Pensemos primero en un agregado coherente de células, similar a una esponja, o incluso a un placozoo. Para que este agregado funcione como un individuo, sus células necesitan comunicarse. Mientras más rápida es esta comunicación, más rápido el “sistema” (osea, el individuo sujeto a selección natural) podrá responder al medio. Y es en esto donde el sistema nervioso tiene ventajas. Volveré a esto al final, pero antes detengámonos a pensar a partir de qué tipo de célula ancestral podemos obtener una neurona en primer lugar.

¿Qué necesita una neurona para ser digna de su nombre? La verdad es que hay tantos tipos de neuronas, y  son tan diferentes entre sí, que es difícil responder esta pregunta de manera sencilla y de modo que todos queden satisfechos. Pero en términos generales, una neurona debe tener 1) membranas eléctricamente excitables, y por tanto 2) canales iónicos dependientes de voltaje, 3) receptores acoplados a proteínas G, 4) vesículas y elementos secretores de una pre- y post sinapsis, y de manera muy común, 5) prolongaciones llamadas axones, soportadas por microtúbulos. Todas estas características son importantes para la capacidad integrativa de la neurona, es decir la capacidad de comunicarse en red con otras neuronas. La dificultad radica en que muchas de estas características no son exclusivas de las neuronas, pero esta lista nos sirve de partida.

Se dice (o debería decir: Una de las hipótesis es) que las neuronas se originaron a partir de células sensoriales que especializaron porciones de sí mismas para la recepción y secreción de moléculas. Esto debió suceder al mismo tiempo en que se adquirieron distintas capas de tejido: algunas células de estas capas se especializaron en recibir estímulos ambientales y transmitir una señal química a otras células, transformándose en neuronas sensoriales. Otras células, que más tarde serían las neuronas motoras, se especializaron en transmitir esta información y modificar el comportamiento de otras células (que se convirtieron en células efectoras, como las de músculo). Lo que no quedaba claro, bajo esta hipótesis, es si los diferentes tipos de neuronas y células musculares evolucionaron a partir de varios tipos celulares (Figura 1A) o de uno solo (Figura 1B). 

Una visión alternativa viene de la observación de que muchos invertebrados poseen epitelios que están acoplados eléctricamente, es decir que permiten el paso de corrientes eléctricas (Figura 1C). Debido a que la capacidad de conducir corrientes eléctricas está presente en grupos muy distantes, es posible que la capacidad de conducción eléctrica haya evolucionado más de una vez en distintos tipos celulares en distintas ramas evolutivas. Tendríamos que hablar, entonces, de los orígenes de las neuronas. Pero si se fijan, todo tiene que ver con la comunicación, y la manera de hacerla más eficiente. La manera que encontraron los animales, fue desarrollando un tejido especializado en transmitir información mediante conducción eléctrica. 

Figura 1. Diferentes hipótesis del origen de las neuronas. A partir de células sensoriales con origen en múltiples tipos de células secretoras (A), un solo tipo de célula (B) o a partir de tejido epitelial con capacidad de conducir electricidad (C). Crédito: Leys et al. (2021).

Los animales, durante el desarrollo embrionario, suelen separar sus tejidos en dos ó tres capas (endodermo, mesodermo y ectodermo). Incluso las esponjas, que taxonómicamente están en la base del árbol filogenético, al inicio de su desarrollo se separan en dos capas (aunque muchos autores no las consideran endodermo y ectodermo verdaderos), lo que indica que este es un proceso muy antiguo y universal. Las células de las esponjas de alguna manera se comunican, usando moléculas que le sonarán familiares a quienes estudian el sistema nervioso de vertebrados, como GABA. Sin embargo, este sistema funciona más bien como un sistema hormonal y por lo tanto es muy lento, lo que nos da pie a especular que una neurona no puede evolucionar fácilmente a partir de células puramente secretoras y que la conducción eléctrica es primordial. No obstante, hay que tomar esta explicación con pinzas, ya que hay una clase de esponjas (hexactinellida, o esponjas de vidrio) que ha desarrollado un epitelio con conducción eléctrica, pero cuyas células no pueden ser consideradas neuronas.

La evolución de la neurona no se puede apreciar directamente en el registro fósil, pero podemos observar cambios en el comportamiento de los organismos, como el movimiento rápido en línea recta y la conducta de forrajeo (buscar comida de manera activa), y la aparición de estructuras que indican la presencia de un sistema nervioso ya desarrollado, como los ojos. Una vez establecido el tejido neuronal, hace menos de 600 millones de años, este se organizó primero en sistemas nerviosos difusos, y luego centralizados, en ganglios. Con el advenimiento del sistema nervioso, ahora tenemos un tejido nuevo, con veloz conducción eléctrica, que permite la coordinación de todo el cuerpo. Esto fue determinante sobre todo en el ámbito motriz, ya que la conducción eléctrica hacia el músculo permitió una mayor velocidad de desplazamiento. Para finalizar, quiero hacer hincapié en que este es un primer acercamiento a los orígenes de  las neuronas, y hay que tener en cuenta que estamos apenas empezando a ser capaces de plantearnos esta pregunta, y muy lejos de responderla.

¿Quieres saber más? 

¿Para qué sirve el cerebro? – La BioZona 

¿Todos los sistemas nerviosos son iguales? – La BioZona 

El lenguaje de las neuronas: los cables cerebrales – La BioZona 

Arendt, D., et al. (2016), The origin and evolution of cell types. Nat Rev Genet 17, 744–757. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.127

Kristan Jr, W. B. (2016). Early evolution of neurons. Current Biology, 26(20), R949-R954.

Leys, S., Mah, J. L., & Esposito, E. K. (2021). Evolution of the Sensory/Neural Cell Types. In Origin and Evolution of Metazoan Cell Types (pp. 101-128). CRC Press.

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Juámas Administrator
Productor en La BioZona

Soy biólogo, nacido en Ecuador pero egresado de la Facultad de Ciencias de la UNAM, en México y Oaxaca es mi lugar favorito del planeta Tierra. Desde siempre he estado interesado en la biología, incluso antes de saber que uno podía estudiar para ser biólogo.

Puedes visualizar mi presentación completa haciendo clic aquí, muchas gracias por seguir mi trabajo <3.

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