Los últimos y tristes días de una madre pulpo

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pulpo hembra

Los pulpos son animales semélparos, se reproducen una vez y luego mueren

Los pulpos son los indiscutibles favoritos de la ciencia de Internet, y por una buena razón. Son increíblemente inteligentes solucionadores de problemas e inigualables artistas del escapismo con grandes y complejos sistemas nerviosos. Tienen habilidades casi mágicas para cambiar los colores, las texturas de la piel y las formas de forma instantánea, y pueden regenerar a voluntad los brazos perdidos.

Pero los últimos días de una hembra de pulpo después de reproducirse son bastante sombríos, al menos para los ojos humanos. Los pulpos son animales semélparos, lo que significa que se reproducen una vez y luego mueren. Después de que una hembra de pulpo pone un puñado de huevos, deja de comer y se consume; cuando los huevos nacen, ella muere.

En las últimas etapas, algunas hembras en cautiverio incluso parecen acelerar intencionalmente la espiral de la muerte, golpeando los lados del tanque, arrancándose trozos de piel o comiendo las puntas de sus propios tentáculos. (Si te estás preguntando, los machos no lo tienen más fácil. Las hembras a menudo matan y comen a sus parejas, si no, también mueren unos meses más tarde).

En 1977 el psicólogo de la Universidad de Brandeis, Jerome Wodinsky, demostró que si eliminaba la glándula óptica de las hembras pulpos de dos puntos del Caribe (Octopus hummelincki), sucedía algo interesante. La glándula óptica es similar a la glándula pituitaria de la mayoría de los animales terrestres, llamada así porque se encuentra entre los ojos. Sin ella, las hembras de los pulpos abandonaron sus huevos, reanudaron la alimentación y algunas incluso se aparearon de nuevo. En ese momento, Wodinsky y otros biólogos de cefalópodos llegaron a la conclusión de que la glándula óptica debía secretar algún tipo de hormona de "autodestrucción", pero no estaba claro qué era o cómo funcionaba.

Ahora, un nuevo estudio realizado por neurobiólogos en la Universidad de Chicago utiliza modernas herramientas de secuenciación genética para describir varias señales moleculares distintas producidas por la glándula óptica después de que se reproduce una hembra de pulpo. El estudio, publicado en el Journal of Experimental Biology, también detalla cuatro fases separadas del comportamiento de la madre y las vincula a estas señales, lo que sugiere cómo controla la glándula óptica el fallecimiento de un pulpo madre.

"Estamos llevando la investigación de los cefalópodos al siglo XXI, y qué mejor manera de hacerlo que esta revelación de un órgano que históricamente ha fascinado a los biólogos de cefalópodos durante mucho, mucho tiempo", dijo Z. Yan Wang, una estudiante graduada en neurobiología en UChicago que dirigió el estudio de investigación.

"Estos comportamientos son tan distintos y tan estereotipados cuando realmente los ves. Es realmente emocionante porque es la primera vez que podemos identificar cualquier mecanismo molecular para comportamientos tan dramáticos, que para mí es el propósito total del estudio de la neurociencia", dijo.

Mapeo de la espiral de la muerte

En 2015, Clifton Ragsdale, Ph.D., profesor de neurobiología en UChicago, y su equipo secuenciaron el genoma del pulpo de dos puntos de California (Octopus bimaculoides), el primer cefalópodo que se haya secuenciado completamente. Wang formó parte de ese equipo de investigación y ha seguido construyendo sobre esa base para su tesis de doctorado.

pulpo dos puntos de CaliforniaEn el nuevo estudio, utilizó los mismos pulpos de dos puntos de California para estudiar sus extrañas conductas maternas. Las hembras adultas no apareadas son depredadores activos que pasan mucho tiempo fuera de sus madrigueras y se abalanzan sobre los cangrejos violinistas. Sin embargo, en la primera etapa de la crianza, las hembras apareadas se asientan con sus huevos como una gallina de aguas profundas, acariciándoles y soplando agua sobre el paquete de huevos. Durante los primeros tres o cuatro días continúan alimentándose, pero rara vez abandonan sus huevos, atacando al extraño y desafortunado cangrejo solo si se acerca demasiado.

Después de cuatro días más o menos, dejan de comer por completo. Esta etapa de melancolía puede durar de ocho a diez días más hasta que lleguen a la fase final de rápido declive, cuando las cosas se ponen realmente feas. Las hembras se vuelven apáticas, pasando más tiempo lejos de sus huevos o golpeándose contra las esquinas del tanque. Empiezan a prepararse excesivamente, pasando los brazos sobre sus mantos hasta que se convierten en un desastre enredado. Su piel palidece y pierden tono muscular, incluso más allá de lo que se esperaría ver en un pulpo hambriento.

Wang, quien ha hecho mascotas de algunos de los pulpos en el laboratorio, dijo: "Esto es preocupante incluso siendo testigos en el laboratorio, porque desde una perspectiva humana se ven como auto mutilación. Es un comportamiento muy, muy extraño".

Leyendo el guion de la glándula óptica

Wang recolectó las glándulas ópticas de los pulpos en cada fase y secuenció el transcriptoma de ARN de cada una. El ARN lleva instrucciones del ADN sobre cómo producir proteínas, por lo tanto, la secuenciación es una buena manera de comprender la actividad de los genes y lo que está sucediendo dentro de las células en un momento dado.

Durante la fase no apareada, cuando las hembras cazaban y comían activamente, producían altos niveles de neuropéptidos, o pequeñas moléculas de proteínas utilizadas por las neuronas para comunicarse entre sí, que se han relacionado con el comportamiento alimentario de muchos animales. Después del apareamiento, estos neuropéptidos cayeron precipitadamente.

A medida que los animales comenzaron a ayunar y declinar, hubo más actividad en los genes que producen neurotransmisores llamados catecolaminas, esteroides que metabolizan el colesterol y factores similares a la insulina. Wang dijo que era sorprendente encontrar actividad relacionada con el metabolismo porque es la primera vez que la glándula óptica se ha relacionado con algo más que la reproducción.

pulpo de dos puntos de California

Sin embargo, no está claro cómo causan estos cambios moleculares y de señalización los diferentes cambios de comportamiento. Las hembras en la etapa inicial de la crianza continuaron comiendo pero no buscaron activamente comida. Esto podría significar que los neuropéptidos afectan la cantidad de energía que el pulpo usa para buscar presas. Ciertos músculos pueden comenzar a deteriorarse, por lo que el pulpo no puede cazar o digerir físicamente los alimentos. El aumento de la producción de esteroides e insulina podría apuntar a los tejidos reproductivos que promueven el comportamiento de la madre, o podría estar alejando la energía de la digestión y la alimentación.

"Antes, cuando solo sabíamos sobre la glándula óptica, se sentía como ver el trailer de una película", dijo Wang. "Entiendes lo que está pasando, pero ahora estamos empezando a aprender sobre los personajes principales, cuáles son sus roles y un poco más sobre la historia de fondo".

La muerte en el mundo del pulpo

El jurado científico todavía está deliberando sobre por qué estas ineligentes e ingeniosas criaturas enfrentan un final tan ignominioso, pero hay varias teorías. Los pulpos son activos caníbales, por lo que una espiral de muerte programada biológicamente puede ser una forma de evitar que las madres coman a sus crías.

También pueden crecer casi indefinidamente, por lo que la eliminación de adultos hambrientos evita que el ecosistema del pulpo sea dominado por algunas malhumoradas versiones de pulpos de los Baby Boomers. Pero tal vez no sea justo imponer nuestra perspectiva humana en el mundo de los cefalópodos.

"Es muy extraño ver como humanos porque nos reproducimos más de una vez y vivimos mucho más allá de nuestra edad reproductiva", dijo Wang. "Pero si todo el propósito de la vida es transmitir tus genes, tal vez no sea tan oscuro".

El trabako se publica en The Journal of Experimental Biology: Multiple optic gland signaling pathways implicated in octopus maternal behaviors and death

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