Uno studio recente condotto dagli esperti del Centro di Regolazione Genomica ha scoperto che i componenti cellulari del cervello erano presenti in mari poco profondi circa 800 milioni di anni fa. Attraverso l’esame dei placozoi, piccoli animali marini, i ricercatori hanno ottenuto informazioni sul percorso evolutivo dei neuroni.

I placozoi, che hanno approssimativamente la dimensione di un grosso granello di sabbia, vivono in acque calde e poco profonde e si nutrono di alghe e microrganismi. Nonostante la mancanza di organi o parti distintive del corpo, i placozoi sono considerati una delle cinque principali linee di animali, insieme ai ctenofori, spugne, cnidari e bilateriani.

Un elemento centrale per l’esistenza dei placozoi sono le cellule peptidergiche, che rilasciano peptidi che regolano il loro nutrimento e movimento. Lo studio ha utilizzato analisi molecolari e computazionali per creare un “atlante cellulare” al fine di comprendere l’evoluzione e la funzione di queste cellule. Si è scoperto che queste cellule peptidergiche hanno funzionato come precursori dei neuroni moderni.

I ricercatori hanno scoperto una intricata rete di vari tipi di cellule “intermedie” che collegano i nove tipi principali di cellule nei placozoi. Inoltre, le cellule peptidergiche, diverse da altre cellule, hanno mostrato una sorprendente somiglianza con i neuroni che sono apparsi milioni di anni dopo in organismi più avanzati. Questa singolare somiglianza con i neuroni non è stata osservata in specie primitive come le spugne o ctenofori.

Lo studio ha rivelato tre notevoli parallelismi tra le cellule peptidergiche e i neuroni. In primo luogo, le cellule dei placozoi si differenziano in modo simile alla neurogenesi osservata nei cnidari e nei bilateriani. In secondo luogo, queste cellule possiedono molti componenti dell’estremità di comunicazione di un neurone, ma mancano delle caratteristiche di un vero neurone, come la conduzione di segnali elettrici. Infine, l’apprendimento profondo ha rivelato che queste cellule comunicano attraverso GPCR avviati da neuropeptidi, riflettendo la comunicazione neuronale.

Sottolineando la linea evolutiva, la ricerca indica che i componenti fondamentali dei neuroni hanno iniziato a svilupparsi nei mari antichi 800 milioni di anni fa. Circa un secolo dopo l’apparizione dei suoi predecessori, le cellule peptidergiche dei placozoi probabilmente hanno evoluto per possedere caratteristiche critiche essenziali per i neuroni, come canali ionici e impalcature postsinaptiche.

Sebbene si stimi che il primo neurone moderno sia comparso circa 650 milioni di anni fa, esistono cellule simili ai neuroni nei ctenofori con caratteristiche distintive, sollevando domande sulla traiettoria evolutiva dei neuroni. Gli autori dello studio sottolineano la necessità di ulteriori ricerche per affrontare queste domande aperte e ottenere una comprensione più chiara delle rotte evolutive dei neuroni e degli altri tipi di cellule.

Con il continuo avanzamento del sequenziamento del genoma, ci si aspetta che i segreti custoditi dagli animali modelli non tradizionali, come i placozoi, i ctenofori e le spugne, vengano rivelati gradualmente, gettando più luce sulla storia evolutiva della vita.

Fonti:
– Cell Journal.
– Centre for Genomic Regulation.