¿Todos los sistemas nerviosos de todos los animales en la Tierra están basados ​​en neuronas?

Traté de encontrar algún ejemplo asombroso de un animal que usó algo más que neuronas para la transmisión de señales, pero esto resultó ser más difícil de lo que pensaba. De hecho, no pude encontrar nada que se pareciera a un sistema nervioso que no usara neuronas.

Por supuesto, hay diferentes formas de transmisión sin neuronas. La señalización química es un método muy popular en la naturaleza, las plantas, por ejemplo, hacen uso de esto. Las plantas también poseen la capacidad de generar señales (potenciales de acción) utilizando sus células vegetales, en lugar de las neuronas. Pero generalmente no decimos que las plantas tienen un sistema nervioso y no agrupamos las plantas debajo de “animales” .

Parecería que las neuronas, en diversos grados de complejidad, han estado presentes durante mucho tiempo. En forma de evolución para ser el transmisor de señal principal en los animales. A principios de este año, incluso encontraron un fósil de 520 millones de años con un sistema nervioso que muestra los ganglios: el sistema nervioso más antiguo encontrado en el fósil de 520 millones de años.

Las neuronas funcionan usando concentración y gradientes eléctricos. Muchas cosas en el cuerpo usan gradientes, como las unidades de energía básica en sistemas biológicos (ATP). Actualmente se piensa que los gradientes naturales cerca de las fuentes hidrotermales desempeñaron un papel importante en la formación temprana de la vida (ver discusión aquí Nos hemos equivocado sobre los orígenes de la vida durante 90 años). Después de un tiempo, se desarrollaron células que podrían sostener estos gradientes por sí mismas.

Las neuronas hacen uso de estos mismos mecanismos, por lo que no es extraño que esta sea una característica común, ya que habría estado presente en formas de vida muy tempranas antes de que las especies se separaran. Quizás otros caminos evolutivos para la transmisión de señales ocurrieron, pero probablemente murieron compitiendo contra las neuronas.

Todos los animales (multicelulares) que tienen sistemas nerviosos tienen sistemas nerviosos basados ​​en neuronas, es decir, basados ​​en células excitables que pueden combinar excitaciones (e inhibiciones) provenientes de varias partes del cuerpo celular, y producen un “resultado” final transmitido como una señal a una o más otras celdas. Los detalles de la excitabilidad, sus mecanismos de receptor, cómo se procesan y combinan las señales y cómo se transmiten los resultados cambian un poco, desde las especies más simples con sistemas nerviosos hasta las más complejas. Pero el concepto básico y la mayoría de los mecanismos son los mismos que en los sistemas nerviosos de vertebrados más complejos y avanzados.

Los animales más simples con sistemas nerviosos más simples dependen más de las señales químicas difusas de todo el cuerpo, lo que llamamos hormonas, pero utilizan la señalización punto a punto más enfocada de sus neuronas (generalmente ensambladas en grupos celulares, también conocidos como plexos y ganglios). ) para afinar y modular sus respuestas globales. Los animales más complejos todavía usan la señalización difusa de las hormonas, pero sus sistemas nerviosos más complejos y sofisticados son capaces no solo de ajustar sus respuestas, sino incluso de anular (aunque sea temporalmente) los impulsos hormonales.

Una ventaja adicional de las neuronas es su capacidad para modificarse a sí mismas y su sensibilidad a los estímulos, tanto excitatorios como inhibitorios. Estos mecanismos, llamados Potenciación a Largo Plazo y Depresión a Largo Plazo, se han encontrado en las neuronas de incluso los organismos más simples, y son la base del aprendizaje y la memoria. Debido a esos mecanismos, un organismo con un sistema nervioso puede adaptarse a circunstancias que cambian rápidamente y que no han sido preprogramadas a través de mecanismos genéticos (que son muy lentos, que toman miles o incluso millones de generaciones para lograr la adaptación requerida). Los animales con un sistema nervioso, cuanto más complejos, mejor, pueden adaptarse a las circunstancias rápidamente cambiantes que podrían extinguir a otros animales sin esa adaptabilidad “en tiempo real”.

Y esta es la razón principal por la cual esencialmente todos los animales tienen sistemas nerviosos complejos.

Sí, para esos animales que tienen sistemas nerviosos. Pero además de las neuronas, algunos animales también tienen células no neuronales, principalmente epiteliales, que usan electricidad para generar comportamiento. A veces se denominan “neuroides” o, en el caso de las células epiteliales, “pulsos de la piel”.

Conducción Neuroide y la Evolución de los Tejidos Conductores

Conducción epitelial en Hydromedusae

El sistema nervioso elemental revisitado

Origen embrionario del tejido diferente en diferentes grupos pero definido como neuronas basadas en la función.