The nervous system of xenacoelomorpha: a morphological and genomic perspective

• Autores: Elena Perea Atienza
• Directores de la Tesis: Pedro Martínez Serra (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Emili Saló i Boix (presid.), Jordi Paps Montserrat (secret.), María Teresa Aguado Molina (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Genética por la Universidad de Barcelona
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• Resumen

  • Los xenacelomorfos son pequeños gusanos marinos de simetría bilateral que poseen una morfología simple, caracterizados por la falta de cavidad celómica y por poseer una única apertura en su sistema digestivo: la boca. Estos animales constituyen un grupo monofilético, que está dividido en tres conjuntos de organismos diferentes: los xenacelomorfos, los nemertodermátidos y los acelos. Su posición filogenética en el árbol de la vida ha sido durante un largo periodo de tiempo tema de debate, porque no estaba claro si representaban una primera etapa en el desarrollo de la evolución de los bilaterales y eran anatómicamente simples o si se agrupaban en los deuteróstomos y por lo tanto su simplicidad morfológica se debía a una reducción secundaria. Sin embargo, estudios recientes indican que su posición más probable se encuentra en la base de los bilaterales.

    Independientemente, de su posición filogenética este grupo es de gran interés puesto que presenta una gran diversidad de características anatómicas diferentes, entre las que destaca el sistema nervioso. Mientras que el grupo más basal, los xenoturbelidos presentan una red neural en la base de la epidermis alrededor de su cuerpo; el último grupo en divergir evolutivamente, presenta sistemas nerviosos complejos con cerebro en la parte anterior del cuerpo y cordones neurales que se extienden a lo largo de su eje antero-posterior. Entre estas dos anatomías, se observan diferentes grados de complejidad en su organización nerviosa de manera progresiva.

    Actualmente, existen dos hipótesis sobre el origen del sistema nervioso centralizado. La primera sustenta un único origen del sistema nervioso complejo en los metazoos, mientras que la segunda defiende que probablemente los sistemas nerviosos complejos se hayan originado más de una vez en la evolución de los metazoos. En este contexto sobre el origen del sistema nervioso centralizado, una pregunta se hace evidente ¿Cómo se llega de un sistema nervioso difuso a uno centralizado? Xenacelomorpha es un grupo ideal para ayudarnos a entender que herramientas son necesarias para originar una centralización nerviosa (cerebro) en la parte anterior de los organismos. Durante el periodo de esta tesis se ha finalizado la secuenciación de dos genomas, el del xenoturbelido Xenoturbella bocki y el del acelo Symsagittifera roscoffensis, especies que representan dos extremos muy diferentes de complejidad morfológica del sistema nervioso. Estos genomas han permitido analizar diversas superfamilias relacionadas con la formación del sistema nervioso, entre ellas los bHLH (basic-hélix loop hélix). Parte de este trabajo ha consistido en la clasificación y análisis en el contexto evolutivo esta familia, además de la comparación de los resultados obtenidos entre ambas especies, no solo dentro de esta familia sino entre los diversos grupos de familias analizadas. Se han realizado descripciones morfológicas con nuevos anticuerpos diseñados a partir del transcriptoma de S. roscoffensis, que se utilizan en los estudios del laboratorio (incluida la regeneración del sistema nervioso de S. roscoffensis) y que permiten realizar comparaciones entre especies en combinación con otras técnicas. Por último, parte de esta tesis ha consistido en el análisis de la expresión génica de los bHLH durante dos etapas del desarrollo de S. roscoffensis, para observar cuáles de ellos podrían tener una función determinada en el proceso de neurogénesis.