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Ricercatori fanno luce sull'evoluzione del sistema nervoso centrale

Ricostruzione 3D di una tomografia al cervello


Sebbene, ad occhi profani, i vermi e gli esseri umani sembrino avere molto poco in comune, se non addirittura niente, un'équipe di ricercatori del Laboratorio europeo di biologia molecolare (

Sebbene, ad occhi profani, i vermi e gli esseri umani sembrino avere molto poco in comune, se non addirittura niente, un'équipe di ricercatori del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) ha appena confermato che i nostri cervelli si sono evoluti a partire dal medesimo progenitore.

I risultati dello studio, finanziato in parte dall'UE, sono pubblicati nel numero attuale della rivista «Cell». Il documento ipotizza che questo antenato comune altro non è se non un modesto verme marino, chiamato Platynereis dumerilii, il cui sistema nervoso è rimasto immutato per migliaia di secoli.

Gli scienziati sanno già da tempo che i vertebrati, gli insetti e i vermi si sono evoluti a partire dal medesimo antenato chiamato Urbilateria. Ma poiché i loro sistemi nervosi centrali sono diversi, si pensava che si fossero sviluppati soltanto dopo la separazione delle loro progenie durante l'evoluzione.

Mentre i vertebrati hanno un sistema nervoso centrale costituito dal midollo spinale presente sul dorso, gli insetti e i vermi anellidi come i lombrichi presentano una catena simile a una scala di corda di raggruppamenti di cellule nervose sul ventre. In altri invertebrati, d'altro canto, le cellule nervose sono diffuse in tutto il corpo.

Gli Urbilateria avevano un sistema nervoso centrale iniziale e, in caso affermativo, quali potrebbero essere state le sembianze? Inoltre, com'è riuscito a generare quella vasta gamma di sistemi nervosi presenti oggi negli animali? Queste sono state le domande cui i ricercatori dell'EMBL hanno cercato di dare risposta nell'ambito del loro studio.


A tal fine, hanno esaminato l'architettura molecolare del sistema nervoso centrale dell'anellide Platynereis dumerilii. «I Platynereis possono essere considerati come fossili viventi », dichiara Detlev Arendt, che ha diretto lo studio. «Vivono tuttora nello stesso ambiente in cui vivevano gli ultimi antenati comuni e hanno mantenuto numerose caratteristiche ancestrali, compreso un prototipo di SNC [sistema nervoso centrale] degli invertebrati».

Usando la tecnica dell'imaging ad intervalli di tempo in vivo, i ricercatori hanno studiato come si forma inizialmente il neuroectoderma del Platynereis dumeriliia, la regione negli embrioni che si trasforma in cervello, midollo spinale e tessuto nervoso del sistema nervoso periferico. Inoltre, impiegando marcatori di differenziazione neurale, sono risaliti alla portata temporale e spaziale della prima neurogenesi, il processo attraverso il quale si creano i neuroni nel cervello. Ciò ha consentito ai ricercatori di comparare l'impronta molecolare delle cellule nervose del Platynereiscon con quanto è noto sui vertebrati, rivelando alcune somiglianze sorprendenti.

«Le nostre scoperte sono state importantissime», dichiara Alexandru Denes, uno dei ricercatori partecipanti allo studio. «L'anatomia molecolare del sistema nervoso centrale in via di sviluppo si è dimostrata virtualmente la stessa nei vertebrati e nel Platynereis. Regioni corrispondenti danno vita a tipi di neuroni con impronte molecolari simili e questi neuroni a loro volta vanno a formare le stesse strutture neurali nei vermi anellidi e nei vertebrati».

I nuovi risultati sostengono una teoria proposta per la prima volta nel 1875 dallo zoologo Anton Dohrn, secondo la quale i sistemi nervosi dei vertebrati e degli anellidi hanno un'origine comune e i vertebrati sono mutati radicalmente nel corso dell'evoluzione.

«Ciò spiega perfettamente il perché troviamo gli stessi SNC centralizzati sul dorso dei vertebrati e sul ventre dei Platynereis», spiega il dottor Arendt. «Come si è verificata l'inversione e come altri invertebrati hanno modificato il sistema nervoso centrale ancestrale attraverso l'evoluzione sono le prossime, appassionanti domande che attendono i biologi dell'evoluzione».



Fonte: Cordis (29/06/2007)
Pubblicato in Genetica, Biologia Molecolare e Microbiologia
Tag: evoluzione, EMBL, sistema nervoso, cervello
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