All’apparenza assimilabili alle alghe che popolano i nostri fondali marini, le spugne, in realtà, sono qualificate come animali anche se con un’organizzazione estremamente semplice. Sono prive di muscoli, polmoni e/o branchie, intestino e cellule nervose come le conosciamo. Eppure, pur non essendo esseri complessi, gli scienziati hanno svelato un aspetto molto interessante riguardo il loro presunto sistema nervoso. Pur essendone sprovviste, pare che le cellule con cui interagiscono abbiano alcuni degli stessi geni funzionanti delle cellule nervose[1].
Spugne: quale funzione del loro sistema nervoso?
Le spugne traggono il loro nutrimento attraverso un intenso e continuo lavoro di filtraggio dell’acqua. Con questa occupazione, però, rischiano di inglobare anche potenziali agenti patogeni pericolosi per la propria sopravvivenza. Pur non essendo provviste di un sistema nervoso, le spugne sono in grado di riconoscere questi patogeni e di mettere in pausa il filtraggio dell’acqua per espellerli in tempo utile[2].
La scoperta è stata pubblicata nel novembre scorso sulla rivista Science dai biologi evoluzionisti del gruppo Arendt, del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL). Il loro laboratorio ha scelto di studiare la spugna d’acqua dolce Spongilla lacustris[3] dalla quale sono riusciti ad individuare, tramite sequenziamento del filamento di RNA di singole cellule, 18 tipi di cellule spugnose. In alcuni di questi risultavano attivi geni sinaptici, raggruppati attorno alle camere digestive delle spugne. Questi geni permettono alla spugna di muoversi come un muscolo, espandendosi o contraendosi.
Non solo. Da diverso tempo il mondo accademico si interrogava sull’esistenza o meno delle cellule neuroidi in grado di inviare un segnale ad un’altra cellula nervosa. Per provarlo si sono serviti dell’imaging a raggi X e della microscopia elettronica.
Spugne: il ruolo dei coanociti
Grazie a questi esami, i ricercatori hanno seguito il processo compiuto dai neuroidi – denominate anche cellule centrali – i quali inviano dei bracci per raggiungere i coanociti, cellule provviste di un flagello che permettono la circolazione dell’acqua all’interno del corpo dell’animale, catturandone i nutrienti[4]. Sarebbe proprio la comunicazione tra neuroidi e coanociti, tramite segnali chimici, a regolare il comportamento alimentare delle spugne.
Un comportamento che ricorda quello delle sinapsi dei sistemi nervosi di esseri più complessi come l’uomo pur non essendovi, almeno formalmente, alcun accostamento ai nervi o ai neuroni più evoluti. Secondo gli esperti dell’EMBL potrebbe trattarsi di un precursore evolutivo degli attuali sistemi nervosi ma non tutti sembrano d’accordo su questa definizione.
Si tratta del primo sistema nervoso della storia?
Un ulteriore passaggio a cui i ricercatori ambiscono a fornire risposta riguarda il tentativo di rintracciare nelle spugne un progenitore comune per lo sviluppo dei successivi sistemi nervosi. Utopia o ipotesi più che plausibile? Le spugne rientrano a pieno titolo tra gli eucarioti e, come dicevamo in apertura, all’interno del mondo animale, quindi ritenere che fossero provviste di una qualche forma di sistema nervoso non era impossibile. Tuttavia, confermare o meno il loro ruolo di capostipiti delle sinapsi può risultare azzardato.
Diversi lignaggi di animali potrebbero essersi organizzati in maniera differente pur svolgendo la stessa operazione. “Se la combinazione e l’abbinamento dei moduli genetici era un tema cruciale della prima evoluzione animale, allora confrontare la disposizione e l’espressione di quei moduli in specie diverse potrebbe dirci della loro storia e delle possibili limitazioni su come possono essere mescolati a casaccio”[5].
Tuttavia, secondo alcuni appare più realistico l’obiettivo di comparare i risultati di questa ricerca sulla Spongilla lacustris con altri tipi di spugne per valutare se hanno sviluppato meccanismi simili. Chi avrà ragione? Sarà la scienza a dircelo in futuro.
[1] Elizabeth Pennisi, “Sponge innards suggest how nerve cells evolved”, Science, 2021. Consultabile al seguente indirizzo: https://www.science.org/content/article/sponge-innards-suggest-how-nerve-cells-evolved
[2] Max Kozlov, “Sponge cells hint at origins of nervous system”, Nature, 2021. Consultabile al seguente indirizzo: https://www.nature.com/articles/d41586-021-03015-2?utm_source=Nature+Briefing&utm_campaign=644cc12982-briefing-dy-20211108&utm_medium=email&utm_term=0_c9dfd39373-644cc12982-46136706
[3] J. Musser, K. Schippers, D. Arendt et al., “Profiling cellular diversity in sponges informs animal cell type and nervous system evolution”, Science, 2021, DOI: 10.1126/science.abj2949. Consultabile al seguente indirizzo: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj2949
[4] Sapere.it, “Coanocito”. Consultabile al seguente indirizzo: https://www.sapere.it/enciclopedia/coanocito.html
[5] Viviane Callier, “Sponge Genes Hint at the Origins of Neurons and Other Cells”, Quantamagazine, 2021. Consultabile al seguente indirizzo: https://www.quantamagazine.org/sponge-genes-hint-at-the-origins-of-neurons-and-other-cells-20211104/
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Autore articolo
Martina Shalipour Jafari
Redattrice
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