Filogenia del Sistema Nervioso

Introducción

El sistema nervioso, como otras partes del organismo (tanto propio como el de otras especies), ha sufrido a lo largo de los millones de años cambios constantes. La evolución también afectó a la estructura del sistema nervioso de las distintas especies a lo largo de la historia de la vida en el planeta, y a cada gran peldaño que se iba consiguiendo a nivel evolutivo, más complejo y sofisticado se volvía dicho sistema permitiendo así que haya multitud de especies animales que presenten un repertorio de conductas más o menos complejas. No obstante, el árbol evolutivo completo del sistema nervioso tiene muchas lagunas que el registro fósil todavía no

En este artículo se hará mención a grandes hitos de la evolución del sistema nervioso que han permitido llegar al que poseen los mamíferos, el cual en muchas especies de éstos, es tremendamente complejo y con unas estructuras que permiten muchos procesos mentales y conductas de gran complejidad. Debido a esto último, en la parte final se abordará las capacidades de los primates, enfocándose sobre todo en los simios [11].


Inicios en el mar

Los primeros indicios de sistema nervioso pueden rastrearse pocos miles de años después de la gran explosión de vida a inicios del periodo Cámbrico. Durante los inicios de este periodo, la vida experimentó grandes cambios en sus formas y estructuras, pasando de organismos procariotas (bacterias de diversos tipos) a organismos eucariotas más complejos (aparición de los primeros invertebrados como artrópodos, celentéreos y vertebrados como los peces). A medida que iba aumentando la complejidad de la vida, sus estructuras corporales y sus funciones, el entorno marítimo se fue haciendo más hostil y con ello solamente las especies con un sistema nervioso más adecuado pudieron sobrevivir.

Orígenes primitivos

En los orígenes primitivos de dicho sistema, se puede ver como uno de los más antiguos representantes un artrópodo marino con un sistema nervioso muy rudimentario, lo suficientemente desarrollado como para que pueda obtener información pertinente del entorno. Dicho artrópodo fue hallado en China hace relativamente poco tiempo y presentaba un primitivo sistema nervioso compuesto por un complejo neuronal simple.

No obstante, es conveniente empezar primero con otros organismos algo más antiguos y más simples anteriores a este artrópodo. Con la irrupción en el agua de la vida, organismos simples como bacterias (de diversos tipos) o animales más primitivos que evolucionaron hasta llegar a formas algo más complejas como los moluscos y, finalmente, acabarían llegando los artrópodos con sus primitivos sistemas nerviosos.

A día de hoy, se sabe que moluscos y otros invertebrados acuáticos presentan sistema nervioso descentralizado, como en el caso del calamar gigante, el cual debido a esta naturaleza sirve para un gran número de estudios e investigaciones relacionadas con la neurociencia. Fue inevitable la colonización de la tierra firme y con ella los diversos artrópodos (crustáceos, miriápodos, arácnidos e insectos), los cuales han sido citados al principio de este apartado, desarrollaron diversas formas y capacidades para poder conquistar la tierra.

En la aparición de los primeros vertebrados marinos, los peces, ya se empieza a apreciar los primeros detalles que darían lugar al encéfalo moderno que presentan las clases de animales que acabarían colonizando la tierra firme. Los primeros peces eran de anatomía primitiva y su sistema nervioso era muy rudimentario así que el repertorio conductual fue cambiando a medida que a nivel anatómico aparecieron novedades que permitieron la conquista de tierra firme (el paso de aletas a aletas lobuladas y, de ahí, a las patas) y la adaptación a un nuevo entorno [1, 5, 7, 8, 9, 10, 12, 16].


Desarrollo en tierra firme

En tierra firme, el primer grupo de vertebrados en asentarse de forma fija en la tierra (alternando ciertos periodos) es el de los anfibios, el cual ya muestra características que, con la aparición de los reptiles (y posteriormente los mamíferos) les valdría para poder establecerse en distintas partes del mundo. Con respecto a los anfibios su estilo de vida y su relación con el entorno, el vivir en entornos húmedos y que requieren una adaptación tanto terrestre como acuática exige ciertas características primordiales para ello.

En los reptiles se origina por fin lo que se conoce como “córtex cerebral”, ya que en esta clase de animales ya se distinguen estructuras tales como los hemisferios cerebrales que recubren otras estructuras subcorticales. La línea evolutiva de reptiles que daría lugar a los mamíferos consolidó esas estructuras neurales que perdurarían hasta nuestros días. Millones de años después, los mamíferos adoptarían un rol dominante y adoptarían multitudes de formas y tamaños y, con ellas, las adaptaciones de sus sistemas nerviosos a las diferentes demandas de sus entornos [1, 5, 12].


Evolución del sistema nervioso en mamíferos

Con la consolidación de los mamíferos como clase animal reinante en el planeta hace millones de años, los sistemas nerviosos de éstos también fueron variando en función del lugar que ocuparían en el planeta, ya que durante la expansión de esta clase animal ocuparon tanto la tierra firme como el mar e, incluso, algunos desarrollaron habilidad para el vuelo.

En el caso de los mamíferos cetáceos, el córtex no tiende a ser grueso y su sistema nervioso no está tan fuertemente interconectado (tanto en la cantidad como en la calidad de conexiones) y, a pesar de ello, poseen facultades mentales superiores a otros mamíferos.Con respecto a los quirópteros, su sistema nervioso está adaptado a la ecolocalización en casos de especies pequeñas de este grupo mientras que especies más grandes no lo necesitan para moverse y se traduce en una mayor densidad cortical.

De los mamíferos terrestres, con ciertas peculiaridades en función de su desarrollo evolutivo, poseerán unas estructuras características u otras, pero en cualquier caso comparten una serie de características que se desarrollan en común: la presencia de un encéfalo centralizado con corteza cerebral (dividida en hemisferios) y estructuras subcorticales para conductas menos elaboradas.

En el caso de los primates, y más concretamente de los simios, este desarrollo del sistema nervioso les ha permitido alcanzar unos niveles de complejidad neuronal y conductual altos. En el caso concreto de homínidos, la evolución a lo largo de los años y procesos como la neotenia les han permitido alcanzar conductas complejas tales como pensamiento abstracto, razonamiento lógico o incluso habilidades de crear leyes y sociedades para poder crear las civilizaciones e incluso desarrollar psicopatologías. [2, 6, 13, 14, 15].


Conclusiones

Como puede verse, llegar hasta los niveles de complejidad de sistema nervioso desde los primeros indicios con los seres vivos que existían en la fauna marina de hace millones de años hasta los animales más evolucionados.

Por otra banda, gracias a esta mayor complejidad del sistema nervioso que ciertas especies poseen (en especial, los primates como los simios) se dan lugar ciertas conductas de carácter más complejo.

Sin embargo, en el caso especial de los seres humanos, todavía se desconoce más que lo que se conoce, con lo cual comprender aún ciertos fenómenos que ocurren en las personas todavía necesita investigación y análisis de su sistema nervioso y su funcionamiento [3, 4, 17].

Referencias bibliográficas

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  2. Barton, R. A. (2012). Embodied cognitive evolution and the cerebellum. Phil. Trans. R. Soc. B, 367(1599), 2097-2107.
  3. Bassett, D. S., & Gazzaniga, M. S. (2011). Understanding complexity in the human brain. Trends in cognitive sciences, 15(5), 200-209.
  4. Bullmore, E., & Sporns, O. (2009). Complex brain networks: graph theoretical analysis of structural and functional systems. Nature Reviews Neuroscience, 10(3), 186.
  5. Butler, A. B., Reiner, A., & Karten, H. J. (2011). Evolution of the amniote pallium and the origins of mammalian neocortex. Annals of the New York Academy of Sciences, 1225(1), 14-27
  6. Donald, M. (2006). Art and cognitive evolution. The artful mind: Cognitive science and the riddle of human creativity, 3-20.
  7. Edgecombe, G. D. (2010). Arthropod phylogeny: an overview from the perspectives of morphology, molecular data and the fossil record. Arthropod Structure & Development, 39(2-3), 74-87.
  8. Ginsburg, S., & Jablonka, E. (2010). The evolution of associative learning: A factor in the Cambrian explosion. Journal of theoretical biology, 266(1), 11-20.
  9. Ma, X., Hou, X., Edgecombe, G. D., & Strausfeld, N. J. (2012). Complex brain and optic lobes in an early Cambrian arthropod. Nature, 490(7419), 258.
  10. Moroz, L. L., Kocot, K. M., Citarella, M. R., Dosung, S., Norekian, T. P., Povolotskaya, I. S., … & Ptitsyn, A. (2014). The ctenophore genome and the evolutionary origins of neural systems. Nature, 510(7503), 109.
  11. Northcutt, R. G. (2012). Evolution of centralized nervous systems: two schools of evolutionary thought. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(Supplement 1), 10626-10633.
  12. Northcutt, R. G. (2002). Understanding vertebrate brain evolution. Integrative and comparative biology, 42(4), 743-756.
  13. Porges, S. W. (2001). The polyvagal theory: phylogenetic substrates of a social nervous system. International Journal of Psychophysiology, 42(2), 123-146.
  14. Reep, R. L., Finlay, B. L., & Darlington, R. B. (2007). The limbic system in mammalian brain evolution. Brain, Behavior and Evolution, 70(1), 57-70.
  15. Roth, G., & Dicke, U. (2005). Evolution of the brain and intelligence. Trends in cognitive sciences, 9(5), 250-257.
  16. Tanaka, E. M., & Ferretti, P. (2009). Considering the evolution of regeneration in the central nervous system. Nature Reviews Neuroscience, 10(10), 713.
  17. Watanabe, H., Fujisawa, T., & Holstein, T. W. (2009). Cnidarians and the evolutionary origin of the nervous system. Development, growth & differentiation, 51(3), 167-183.
Germán Albeleira

Germán Albeleira

Licenciatura en Psicología. Máster en Neurociencias.

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