Muchas formas de vida usan la luz como una señal biológica importante, incluidos los animales con sistemas visuales y no visuales. Pero ahora, investigadores de Japón han descubierto que las células neuronales pueden haber evolucionado inicialmente para regular la digestión de acuerdo con la información de la luz.
En un estudio publicado este mes en Biología BMC , investigadores de la Universidad de Tsukuba han revelado que los erizos de mar usan la luz para regular la apertura y el cierre del píloro, que es un componente importante del tracto digestivo.
Los sistemas dependientes de la luz a menudo se basan en la actividad de las proteínas de la familia Opsin, que se encuentran en todo el reino animal, incluso en organismos con sistemas visuales y no visuales. Comprender la función de Opsins en animales de diferentes grupos taxonómicos puedeproporcionar pistas importantes sobre cómo los sistemas visuales / no visuales evolucionaron en diferentes criaturas para usar la luz como una señal externa. La función de Opsins en los grupos de animales Ambulacraria, que incluyen erizos de mar, no ha sido caracterizada, algo que los investigadores intentaron abordar.
"Las funciones de los ojos y los sistemas visuales se han caracterizado bien", dice el autor principal del estudio, el profesor Shunsuke Yaguchi. "Sin embargo, la forma en que se adquirieron y diversificaron los sistemas dependientes de la luz a lo largo de la evolución no está clara, especialmente en los deuterostomas debido ala falta de datos sobre la vía de señalización en el grupo Ambulacraria ".
Para abordar esto, los investigadores probaron si la exposición a la luz causaba cambios en la actividad del tracto digestivo en los erizos de mar. Luego, realizaron experimentos microquirúrgicos y de eliminación genética para probar si las células de Opsin en el sistema digestivo de los erizos de mar median el efecto de la luz.
"Los resultados proporcionaron nueva información sobre el papel de Opsins en los erizos de mar", explica el profesor Yaguchi. "Específicamente, encontramos que la estimulación de las larvas de erizos de mar a través de la luz provocó cambios en la función del sistema digestivo, incluso en ausencia de estímulos alimentarios."
Además, los investigadores identificaron neuronas serotoninérgicas del cerebro cerca de las células que expresan Opsina que eran esenciales para mediar la liberación de óxido nítrico estimulada por la luz, que actúa como un neurotransmisor.
"Nuestros resultados tienen implicaciones importantes para comprender el proceso de evolución, específicamente, el de los sistemas dependientes de la luz controlados a través de neurotransmisores", dice el profesor Yaguchi.
Los datos indican que una función temprana de las neuronas cerebrales puede haber sido la regulación del tracto digestivo en nuestros ancestros evolutivos. Debido a que el consumo de alimentos y la absorción de nutrientes son fundamentales para la supervivencia, el desarrollo de un sofisticado sistema regulador del cerebro-intestino puede haber sidoun paso importante en la evolución animal.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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