Las anémonas de mar estrella son capaces de un aprendizaje sorprendentemente sofisticado
El aprendizaje es una de las características definitorias de la vida, y todos los seres vivos, desde las aves hasta el moho mucilaginoso, poseen esta capacidad en diversos grados.
En los organismos más simples, la repetida exposición a los mismos estímulos puede provocar un aprendizaje no asociativo en forma de habituación o sensibilización.
Según recientes investigaciones, las anémonas de mar estrella (Nematostella vectensis) son capaces de un aprendizaje sorprendentemente sofisticado, como lo demuestra su capacidad para recordar la conexión entre la luz y los pulsos eléctricos.
"Esto es exactamente lo que se llama aprendizaje asociativo", dice el autor principal, el neurobiólogo Simon Sprecher de la Universidad de Friburgo. "Prueba de que incluso los animales sin cerebro pueden mostrar un comportamiento complejo gracias a su sistema nervioso".
Los animales con mucha capacidad intelectual pueden vincular fácilmente un estímulo a una respuesta y cambiar su comportamiento en función de lo que han aprendido y recordado. Por ejemplo, si tuvieras la mala suerte de descubrir que tocar una estufa caliente te produce dolor, con suerte modificarías tu comportamiento para evitar que se repita.
Se cree que la capacidad de recordar estas cosas surgió a medida que evolucionaban los sistemas nerviosos, regulando la fuerza sináptica y la plasticidad en el cerebro.
Pero no todos los animales tienen cerebro. Los cnidarios, como las anémonas de mar y las medusas, solo tienen una red nerviosa descentralizada, por lo que tiene sentido suponer que solo pueden aprender de manera no asociativa.
Para investigar la capacidad de N. vectensis para el aprendizaje asociativo, Sprecher y sus colegas de la Universidad de Friburgo en Suiza y la Universidad de Barcelona en España realizaron experimentos de condicionamiento clásico con luz y una descarga eléctrica.
En el condicionamiento clásico, un evento inicialmente neutral se combina con un resultado biológicamente significativo en forma de recompensa o consecuencia negativa.
Los autores señalan que investigaciones anteriores de hace más de 40 años produjeron evidencia no concluyente del condicionamiento clásico en las anémonas de mar, pero esos estudios nunca se replicaron.
Imagen: La cabeza de una anémona de mar estrella (Nematostella vectensis). (Gaëlle Botton-Amiot/Universidad de Friburgo)
Sprecher y su equipo asignaron aleatoriamente grupos de 10 o 18 anémonas de mar estrella a ensayos emparejados en los que los pulsos de luz y electricidad coincidieron o ensayos no emparejados en los que los pulsos de luz y electricidad no estaban sincronizados.
Usaron una pequeña descarga eléctrica para hacer que los animales retrajeran sus tentáculos, entrenándolos dándoles la descarga al mismo tiempo que una luz o en diferentes momentos.
Luego probaron sus reacciones a la luz sola. Los animales que recibieron luz y descargas eléctricas juntas durante el entrenamiento adaptaron su comportamiento y reaccionaron solo a la luz después del condicionamiento.
En el grupo que previamente había recibido la descarga al mismo tiempo que la luz, el 72 por ciento retrajo sus tentáculos solo ante la luz. Esto fue más del doble de la tasa de reacción (30 por ciento) de los animales entrenados con el choque y la luz en diferentes momentos.
Imagen: Configuración experimental para experimentos de condicionamiento clásico aversivo.
Mediante el uso de un software para rastrear la longitud del cuerpo de los animales en cada punto de la prueba, el equipo también midió el alcance de las retracciones. Descubrieron que la longitud máxima de retracción fue significativamente mayor en los animales entrenados con el choque y la luz juntos en comparación con el grupo no apareado.
"En general", escriben los autores, "estos animales mostraron una respuesta conductual cuantitativa y cualitativamente diferente en comparación con los animales de control que recibieron estímulos no apareados".
Sin embargo, aún no está claro si los cnidarios comparten los mismos tipos de neurotransmisores o neuromoduladores que nosotros, como la serotonina o la dopamina, y es posible que en estos animales el aprendizaje asociativo haya evolucionado de forma independiente.
Los investigadores señalan: "En la mayoría de los organismos modelo, se han identificado circuitos neuronales definidos y mecanismos moleculares responsables de formas específicas de recuerdos".
Sugieren que esta capacidad de aprender de los cnidarios es un ejemplo de "cognición incorporada" e impulsa la investigación sobre la estructura de la memoria en organismos que no tienen un cerebro típico.
"Sabemos muy poco sobre el funcionamiento del proceso de aprendizaje en animales que tienen un sistema nervioso aparentemente simple", dice Sprecher.
"Así que tenemos el marco de trabajo necesario para impulsar nuestra investigación".
Su investigación ha sido publicada en las Proceedings of the National Academy of Sciences: Associative learning in the cnidarian Nematostella vectensis
