La conectomía comparativa de dos especies de nematodos distantes revela patrones de evolución del sistema nervioso

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biología evolutiva
• Anatomía comparada

Sus antecedentes:

• La comprensión de la evolución bilateral del cerebro requiere comparaciones celulares y subcelulares detalladas entre especies.
• Los nematodos representan un sistema modelo valioso para el estudio de procesos biológicos fundamentales debido a su genética conservada y sistemas nerviosos simples.

Objetivo del estudio:

• Investigar los cambios evolutivos en la arquitectura neuronal y la conectividad entre dos especies de nematodos con un tiempo de divergencia significativo.
• Para identificar las diferencias celulares y subcelulares específicas en la estructura cerebral de Pristionchus pacificus y Caenorhabditis elegans.

Principales métodos:

• Reconstrucción micrográfica de electrones del cerebro de Pristionchus pacificus.
• Análisis comparativo del cerebro reconstruido con los datos existentes para *Caenorhabditis elegans*.
• Examen detallado de la muerte celular neuronal, la posición celular, los patrones de proyección axodendrítica y la conectividad sináptica.

Principales resultados:

• Se observaron cambios evolutivos significativos en la muerte celular neuronal, la posición celular neuronal y los patrones de proyección axodendrítica entre las dos especies de nematodos.
• La conectividad sináptica de las neuronas homólogas mostró alteraciones a pesar de que no hubo cambios obvios en la morfología general de las neuritas.
• Estos patrones de cambios evolutivos a múltiples escalas no mostraron un sesgo hacia regiones cerebrales específicas o tipos de neuronas.

Conclusiones:

• La microscopía electrónica comparativa revela cambios microevolucionarios sustanciales en la estructura y conectividad del cerebro de los nematodos.
• Los hallazgos destacan la naturaleza dinámica de la evolución neuronal a nivel celular y subcelular en largas escalas de tiempo evolutivas.
• Las modificaciones evolutivas en la arquitectura cerebral son generalizadas y no se limitan a poblaciones neuronales o áreas cerebrales particulares.