Las medusas no poseen sistema nervioso central pero sí una red de nervios que les permite responder directamente a los estímulos del ambiente. Por lo tanto es intrigante que puedan desempeñar tareas esenciales para su supervivencia, como escapar de los depredadores. Para descubrirlo, científicos del Instituto de Tecnología de California en Pasadena modificaron genéticamente las neuronas de una medusa para que brillaran con luz fluorescente cuando se activaban y así poder entender cómo «piensan».

La especie elegida para el experimento fue Clytia hemisphaerica; un modelo perfecto debido a que es tan pequeña que todo su sistema nervioso cabe bajo un microscopio. Además, su genoma es simple y su cuerpo transparente de 1 cm de diámetro solo contiene alrededor de 10,000 neuronas.

Pastel de medusa

A pesar de la «simpleza» de la medusa, cuando sus neuronas empezaron a brillar, los científicos encontraron un «grado inesperado de organización neuronal estructurada». Las neuronas estaban formadas en una red similar a un paraguas, que refleja de cerca su cuerpo. Estas luego se dividen en rodajas, casi como un pastel.

«Las neuronas de las medusas parecen estar organizadas en patrones jerárquicos que dirigen de forma independiente diferentes partes del cuerpo«, explican los autores.

Cada tentáculo en el borde de la campana de la medusa está conectado a una de las rodajas. Entonces, cuando los brazos de la medusa detectan y capturan a sus presas, las neuronas de este corte se activan en una secuencia específica. Primero, las neuronas en el borde de la porción circular envían mensajes a las neuronas en el medio, donde se encuentra la boca de la medusa.

Esto hace que el borde de la rebanada de pastel gire hacia adentro, hacia la boca, llevando consigo el tentáculo. Mientras tanto, la boca, a su vez, ‘apunta’ hacia la comida entrante. Míralo tú mismo:

(Una medusa dobla el lado derecho de su cuerpo para llevar un pequeño camarón de salmuera a su boca./B. Weissbourd).

Para desgracia de los camarones pero para el beneficio de toda la cadena alimenticia, el 96% de las medusas intentaron esta ‘transferencia de alimentos’ y el 88% tuvieron éxito.

Experimentos quirúrgicos

El siguiente paso del estudio fue averiguar qué neuronas están desencadenando específicamente este efecto dominó. Para ello, los investigadores eliminaron un tipo de neuronas llamadas neuronas RFa + en el borde del «pastel» de medusa. Cuando hicieron esto, no se produjo el plegado asimétrico hacia adentro de la campana de medusa, y la transferencia del alimento de los tentáculos a la boca no sucedió.

«Por lo tanto, las neuronas RFa + son necesarias para el plegamiento de los márgenes tanto inducido por alimentos como químicamente. Por el contrario, la natación y el arrugado no se alteraron, lo que sugiere que otros tipos de células neuronales controlan estos comportamientos«.

El estudio publicado en Cell no termina ahí. A continuación, los investigadores extirparon quirúrgicamente ciertas partes del cuerpo de la medusa para entender cómo las neuronas que controlan la boca se comunican con las neuronas que controlan la campana.

Sorprendentemente, cuando las bocas de las medusas se eliminaron, las criaturas siguieron tratando de pasar comida de sus tentáculos a sus bocas inexistentes. Incluso cuando se retiraron los tentáculos de una medusa, los extractos químicos de camarones introducidos en un tanque aún podían hacer que la boca se volviera hacia la fuente de alimento.

Retroalimentación

Los hallazgos sugieren que ciertos comportamientos de las medusas se coordinan a través de diferentes grupos de neuronas organizadas funcionalmente, ubicadas alrededor de la circunferencia del paraguas.

Además, cuando privaron de alimento a las medusas, los autores descubrieron que capturaban presas a una velocidad mayor que cuando no tenían tanta hambre.

Esto indica algún tipo de retroalimentación neuronal, el cual hace que la medusa ‘sepa’ que necesita llenar su sistema digestivo, poniendo a otras redes de ‘alimentación’ específicas en alerta máxima.

«Si esta visión jerárquica es correcta, los comportamientos coordinados en organismos que carecen de un cerebro central pueden haber surgido por duplicación y modificación de módulos autónomos más pequeños para formar supermódulos que interactúan funcionalmente«, sugieren los científicos.