La ricerca pionieristica ha fornito un'affascinante nuova visione di come i sistemi nervosi animali si siano evoluti da semplici strutture per diventare la complessa rete che trasmette segnali tra le diverse parti del corpo.

Il nuovo studio ha utilizzato semplici organismi multicellulari chiamati Placozoa per rivelare gli inizi dei sistemi nervosi trovati in animali più complessi.

Il gruppo di ricerca internazionale, tra cui il professor Gáspár Jékely dell'Istituto dei sistemi viventi dell'Università di Exeter, scoperto che i Placozoa possono coordinare il loro movimento e la forma del corpo, in assenza di sistema nervoso, segnalando con piccoli peptidi tra le cellule.

Lo studio è pubblicato su Biologia attuale il 18 ottobre 2018.

Il professor Jékely ritiene che un sistema di segnalazione peptidergico consenta una complessità molto elevata dell'organizzazione comportamentale.

Ha detto:"Ogni peptide può essere usato individualmente come un segnale diverso, ma i peptidi potrebbero anche essere usati in sequenza o insieme in diverse combinazioni che consentono un numero molto elevato di segnali unici tra le cellule. Questo spiega come i placozoi possono coordinare sequenze comportamentali sofisticate come l'alimentazione".

placozoi, il più semplice di tutti gli animali, assomigliare a un piccolo, disco peloso di circa 1 mm di dimensione, con solo tre strati cellulari. Sebbene non abbiano vere cellule nervose o muscolari, scivolano sulle superfici dell'oceano con apparente facilità.

Il nuovo studio ha esplorato come questo animale multicellulare senza sistema nervoso può coordinare tutte le cellule del suo corpo per eseguire comportamenti complessi.

Hanno scoperto che le cellule dei placozoi contengono una varietà di piccoli peptidi, costituito da 4-20 amminoacidi secreti da una cellula e rilevati dalle cellule vicine come mezzo di comunicazione.

In modo cruciale, questo fa eco al modo in cui organismi più complessi usano peptidi simili, noti come neuropeptidi, per la segnalazione all'interno del sistema nervoso.

Professore Associato Dirk Fasshauer, dell'Università di Losanna, La Svizzera e il coautore dello studio hanno dichiarato:"Questi nuovi risultati mostrano che le apparenze esterne possono ingannare, perché le cellule che sembrano uguali in realtà inviano segnali con molecole diverse ed è molto probabile che abbiano funzioni diverse".

Utilizzando versioni sinteticamente costruite dei peptidi di segnalazione Placozoan, i ricercatori hanno potuto attingere a questo sistema di segnalazione nascosto per comprendere il ruolo di ciascun peptide nel coordinare il movimento e la forma del corpo.

Gli esperimenti hanno rivelato che i peptidi hanno modificato il comportamento dei placozoi in pochi secondi. Ogni peptide ha un effetto unico, che in alcuni casi è stato molto drammatico. I principali cambiamenti comportamentali causati dai peptidi includevano l'increspatura, girando, appiattimento, e agitazione interna, un comportamento associato all'alimentazione.

Dott. Frédérique Varoqueaux, anche dall'Università di Losanna, ha aggiunto:"Potrebbe sembrare strano usare un animale senza neuroni o sinapsi per studiare l'evoluzione del sistema nervoso, ma sebbene i placozoi siano privi di nervi, è ancora possibile trovare all'interno delle loro cellule le molecole di base necessarie per la comunicazione nei sistemi nervosi complessi.

"Quindi studiare i placozoi può dirci di più sulle origini dei neuroni e su come sono diventati il ​​sistema di controllo del corpo".