Las medusas están más avanzadas de lo que se pensaba. Un nuevo estudio de la Universidad de Copenhague ha demostrado que las medusas de caja del Caribe pueden aprender a un nivel mucho más complejo de lo que jamás se hubiera imaginado, a pesar de tener sólo mil células nerviosas y no tener un cerebro centralizado.

Después de más de 500 millones de años en la Tierra, el inmenso éxito evolutivo de las medusas es innegable. Aun así, siempre los hemos considerado criaturas simples con capacidades de aprendizaje muy limitadas.

La opinión predominante es que sistemas nerviosos más avanzados equivalen a un potencial de aprendizaje más avanzado en los animales. Se considera que las medusas y sus parientes, conocidos colectivamente como cnidarios, fueron los primeros animales vivos en desarrollar sistemas nerviosos y tener sistemas nerviosos bastante simples y sin cerebro centralizado.

Siempre los hemos considerado criaturas simples con capacidades de aprendizaje muy limitadas.

 

Más de diez años estudiando a las medusas

Durante más de una década, el neurobiólogo Anders Garm ha estado investigando las medusas de caja, un grupo de medusas comúnmente conocido por estar entre las criaturas más venenosas del mundo. Pero estas gelatinas letales son interesantes también por otra razón: resulta que no son tan simples como se creía. Y esto sacude toda nuestra comprensión de lo que son capaces de hacer los sistemas nerviosos simples.

"Alguna vez se supuso que las medusas sólo podían manejar las formas más simples de aprendizaje, incluida la habituación, es decir, la capacidad de acostumbrarse a un estímulo determinado, como un sonido constante o un tacto constante. Ahora, vemos que las medusas tienen un mucha más capacidad refinada para aprender, y que realmente pueden aprender de sus errores y, al hacerlo, modificar su comportamiento", dice Anders Garm, profesor asociado del Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague.

Uno de los atributos más avanzados del sistema nervioso es la capacidad de cambiar el comportamiento como resultado de la experiencia: recordar y aprender. 

El equipo de investigación, encabezado por Jan Bielecki de la Universidad de Kiel y Anders Garm, se propuso probar esta capacidad en medusas de caja. Los hallazgos acaban de publicarse en la revista Current Biology .

Mil células nerviosas son más capaces de lo que se pensaba

Los científicos estudiaron la medusa caja del Caribe, Tripedalia cistophora , una medusa del tamaño de una uña que vive en los manglares del Caribe. Allí utilizan su impresionante sistema visual, que incluye 24 ojos, para buscar pequeños copépodos entre las raíces de los manglares. Si bien constituye un buen coto de caza, la red de raíces también es un lugar peligroso para las medusas de cuerpo blando. 

Entonces, cuando las pequeñas medusas de caja se acercan a las raíces de los manglares, se dan vuelta y se alejan nadando. Si viran demasiado pronto, no tendrán tiempo suficiente para atrapar copépodos. Pero si se vuelven demasiado tarde, corren el riesgo de chocar con la raíz y dañar sus cuerpos gelatinosos. Por tanto, evaluar las distancias es crucial para ellos. Y aquí, el contraste es la clave, como descubrieron los investigadores: 

"Nuestros experimentos muestran que las medusas utilizan el contraste, es decir, cómo de oscura es la raíz en relación con el agua, para evaluar la distancia a las raíces, lo que les permite alejarse nadando en el momento justo. Aún más interesante es que la relación entre la distancia y el contraste cambia diariamente debido al agua de lluvia, las algas y la acción de las olas", afirma Anders Garm, quien continúa:

"Podemos ver que a medida que comienza cada nuevo día de caza, las medusas de caja aprenden de los contrastes actuales combinando impresiones visuales y sensaciones durante maniobras evasivas que fallan. Así, a pesar de tener apenas mil células nerviosas (nuestros cerebros tienen aproximadamente 100 mil millones) pueden conectar convergencias temporales de varias impresiones y aprender una conexión, o lo que llamamos aprendizaje asociativo. Y en realidad aprenden tan rápido como animales avanzados como moscas de la fruta y ratones".

Estas medusas tienen apenas mil células nerviosas mientras que nuestros cerebros tienen aproximadamente 100 mil millones"

 

Sistemas nerviosos simples no tan simples

Los resultados de la nueva investigación rompen con las percepciones científicas anteriores sobre lo que son capaces de hacer los animales con sistemas nerviosos simples:

"Para la neurociencia fundamental, esta es una gran noticia. Proporciona una nueva perspectiva sobre lo que se puede hacer con un sistema nervioso simple. Esto sugiere que el aprendizaje avanzado puede haber sido uno de los beneficios evolutivos más importantes del sistema nervioso desde el principio. ", afirma Anders Garm.

 

ACERCA DE TRIPEDALIA CYSTOPHORA

  • Las medusas de caja son una clase de medusas conocidas por estar entre los animales más venenosos del mundo. Usan su veneno para pescar peces y camarones grandes. Tripedalia cistophora tiene un veneno algo más suave y se alimenta de diminutos copépodos.
     
  • Las medusas de caja no tienen un cerebro centralizado como la mayoría de los animales. En cambio, tienen cuatro estructuras paralelas similares a cerebros, con aproximadamente mil células nerviosas en cada una. Un cerebro humano tiene aproximadamente 100 mil millones de células nerviosas.
     
  • Las medusas de caja tienen veinticuatro ojos distribuidos entre sus cuatro estructuras parecidas a cerebros. Algunos de estos ojos forman imágenes, lo que proporciona a las medusas de caja una visión más compleja que otros tipos de medusas.
     
  • Para encontrar su camino a través de los manglares turbios, cuatro de los ojos de Tripedalia cistophora miran hacia la superficie del agua y navegan utilizando las copas de los manglares.
     
  • Tripedalia cistophora es una de las especies de medusas de caja más pequeñas, con un cuerpo de sólo aproximadamente un centímetro de diámetro. Vive en el Mar Caribe y el Indo-Pacífico central.
     
  • A diferencia de muchas especies de medusas, Tripedalia cistophora en realidad se aparea cuando el macho captura a la hembra con sus tentáculos. Luego, los huevos de una hembra son fertilizados en su sistema intestinal, donde también se convierten en larvas.

SOBRE EL ESTUDIO

El estudio fue realizado por Jan Bielecki de la Universidad de Kiel y Anders Garm, Sofie Katrine Dam Nielsen y Gösta Nachman del Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague. El estudio acaba de ser publicado en la revista científica Current Biology .

Associative learning in the box jellyfish Tripedalia cystophora (Aprendizaje asociativo en la medusa caja Tripedalia cistophora). Jan Bielecki, Sofie Katrine Dam Nielsen, Gösta Nachman, Anders Garm 4 Publicado: 22 de septiembre de 2023DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.08.056

Fuente: University of Copenhagen. Imagen CC BY-SA 4.0 de Jan Bielecki, Alexander K. Zaharoff, Nicole Y. Leung, Anders Garm, Todd H. Oakley (edited by Ruthven (discusión)) - Jan Bielecki; Alexander K. Zaharoff, Nicole Y. Leung, Anders Garm, Todd H. Oakley (June 2014). "Ocular and Extraocular Expression of Opsins in the Rhopalium of Tripedalia cystophora (Cnidaria: Cubozoa)". PLOS ONE 9 (6). DOI:10.1371/journal.pone.0098870.