Un sistema nervioso segmentado permite a los brazos de los pulpos realizar movimientos extraordinarios

El gran cordón nervioso que recorre cada brazo del pulpo está separado en segmentos, lo que le proporciona un control preciso de los movimientos y crea un mapa espacial de sus ventosas.

Publicado originalmente por Matt Wood, Assistant Director of Communications, Biological Sciences Division, University of Chicago, el 15 de enero de 2025

 

Los brazos de los pulpos se mueven con una destreza increíble, doblándose, retorciéndose y curvándose con grados de libertad casi infinitos. Una nueva investigación de la Universidad de Chicago revela que los circuitos del sistema nervioso que controlan el movimiento de los brazos de los pulpos están segmentados, lo que proporciona a estas extraordinarias criaturas un control preciso de sus ocho brazos y cientos de ventosas para explorar su entorno, aferrar objetos y capturar presas.

«Si vas a tener un sistema nervioso que controle un movimiento tan dinámico, ésta es una buena forma de configurarlo», afirma el Dr. Clifton Ragsdale, catedrático de Neurobiología de la UChicago y autor principal del estudio. «Creemos que es una característica que evolucionó específicamente en los cefalópodos de cuerpo blando con ventosas para llevar a cabo estos movimientos similares a los de los gusanos».

El estudio, «Segmentación neuronal en los tentáculos de los cefalópodos», se publicó el 15 de enero de 2025 en Nature Communications

El sistema nervioso de los tentáculos de los pulpos proporciona a estas extraordinarias criaturas un control preciso de sus ocho brazos y cientos de ventosas para explorar su entorno, agarrar objetos y capturar presas. (Cassady Olson, Julian Romano)

Cada uno de los brazos del pulpo posee un enorme sistema nervioso, con más neuronas combinadas en los ocho brazos que en el cerebro del animal. Estas neuronas se concentran en un gran cordón nervioso axial (CNA), que serpentea hacia delante y hacia atrás a medida que desciende por el brazo, formando cada curva un ensanchamiento sobre cada ventosa.

Cassady Olson, estudiante graduada en Neurociencia Computacional que dirigió el estudio, quería analizar la estructura del CNA (Cordón Nervioso Axial) y sus conexiones con la musculatura de los brazos del pulpo de dos manchas de California (Octopus bimaculoides), una pequeña especie nativa del Océano Pacífico frente a las costas de California. Ella y su coautora Grace Schulz, estudiante de posgrado en Desarrollo, Regeneración y Biología de Células Madre, intentaban observar al microscopio cortes circulares finos de los brazos, pero las muestras se caían de los portaobjetos. Probaron con tiras longitudinales de los brazos y tuvieron más suerte, lo que les llevó a un descubrimiento inesperado.

Utilizando marcadores celulares y herramientas gráficas para rastrear la estructura y las conexiones del CNA, vieron que los cuerpos celulares neuronales estaban empaquetados en columnas que formaban segmentos, como una tubería corrugada. Estos segmentos están separados por espacios llamados septos, por donde salen nervios y vasos sanguíneos hacia los músculos cercanos. Los nervios de varios segmentos se conectan a distintas regiones de los músculos, lo que sugiere que los segmentos trabajan juntos para controlar el movimiento.

«Pensándolo desde el punto de vista morfológico, la mejor forma de crear un sistema de control para este brazo tan largo y flexible sería dividirlo en segmentos», explica Olson. «Tiene que haber algún tipo de comunicación entre los segmentos, lo que se puede imaginar que ayudaría a suavizar los movimientos».

El pulpo puede manipular cada una de sus ventosas de forma independiente.

Los nervios de las ventosas también salían de la CNA a través de estos septos, conectándose sistemáticamente al borde exterior de cada ventosa. Esto indica que el sistema nervioso establece un mapa espacial o topográfico de cada ventosa. Los pulpos pueden mover y cambiar la forma de sus ventosas de forma independiente. Las ventosas también están repletas de receptores sensoriales que permiten a los pulpos saborear y oler las cosas que tocan, como si combinaran una mano con una lengua y una nariz. Los investigadores creen que la «suceroptopía», como llamaron al mapa, facilita esta compleja capacidad sensoriomotora.

Para ver si este tipo de estructura es común a otros cefalópodos de cuerpo blando, Olson estudió también el calamar de aleta larga de bajura (Doryteuthis pealeii), común en el océano Atlántico. Estos calamares tienen ocho brazos con músculos y ventosas como los pulpos, además de dos tentáculos. Los tentáculos tienen un tallo largo sin ventosas, con una maza en el extremo que sí tiene ventosas. Al cazar, el calamar puede disparar los tentáculos y agarrar a su presa con la maza, equipada con ventosas.

Utilizando el mismo proceso para estudiar largas tiras de los tentáculos del calamar, Olson vio que los CNA de los tallos sin ventosas no están segmentadas, pero las garrochas del extremo sí lo están del mismo modo que las del pulpo. Esto sugiere que un CNA segmentado está construida específicamente para controlar cualquier tipo de apéndice diestro cargado de ventosas en los cefalópodos. Sin embargo, las mazas en los extremos de los tentáculos de los calamares tienen menos segmentos por ventosa, probablemente porque no utilizan las ventosas para transmitir sensaciones como los pulpos. Los calamares dependen más de su visión para cazar en aguas abiertas, mientras que los pulpos merodean por el fondo oceánico y utilizan sus brazos sensitivos como herramientas de exploración.

Pulpo bimaculoides. Crédito: Cassady Olson

Aunque los pulpos y los calamares divergieron entre sí hace más de 270 millones de años, los puntos en común en la forma en que controlan partes de sus apéndices con ventosas -y las diferencias en las partes que no lo hacen- muestran cómo la evolución siempre se las arregla para encontrar la mejor solución.

«Los organismos con apéndices cargados de ventosas que se mueven como gusanos necesitan un sistema nervioso adecuado», explica Ragsdale. «Los distintos cefalópodos han dado con una estructura segmentaria, cuyos detalles varían según las exigencias de sus entornos y las presiones de cientos de millones de años de evolución».

Más información: Neuronal segmentation in cephalopod arms, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55475-5

Publicado en la revista: Nature Communications

Proporcionado por University of Chicago

Artículo original