El reciente hallazgo del Laboratorio Prakash de la Universidad de Stanford ha revelado que Trichoplax adhaerens, uno de los animales más simples conocidos, puede plegar su cuerpo en formas complejas similares al origami, sin necesidad de cerebro ni sistema nervioso.
Según los autores, este organismo plano logra cambios de forma sofisticados gracias a la acción de sus cilios, estructuras parecidas a pelos presentes en la superficie de muchas células.
El equipo liderado por el bioingeniero Manu Prakash y la estudiante de posgrado Charlotte Brannon trabajó con ejemplares de placozoos recolectados en el Mar Rojo. Durante la investigación, identificaron un tipo de plegamiento epitelial nunca antes observado.
Los científicos comprobaron que los cilios de Trichoplax adhaerens se desplazan a lo largo de las superficies, moldeando activamente la forma y estructura del tejido. Esta dinámica permite que el animal, pese a su simplicidad estructural, exhiba una notable capacidad para adoptar configuraciones tridimensionales.
El mecanismo detrás de este fenómeno se basa en la adhesión ciliar estocástica y la interacción con la geometría del sustrato. Los autores del estudio explicaron: “Demostramos que T. adhaerens muestra estados de plegamiento corporal de alta curvatura en función de la geometría del sustrato, constituyendo una clase de plegamiento epitelial impulsado por la adhesión dinámica del sustrato y la actividad celular distribuida”. A diferencia de los procesos de plegamiento altamente programados que se observan en el desarrollo de otros animales, en este caso los estados de plegamiento surgen de la actividad aleatoria de los cilios y la adaptación a la superficie sobre la que se desplaza el animal.
“En contraste con los procesos de plegamiento altamente programados en el desarrollo animal, nuestro estudio destaca un ejemplo de estados de plegamiento variables que surgen de la adhesión activa ciliar estocástica”, añadieron los investigadores.
La Universidad de Stanford subraya que este descubrimiento aporta una nueva perspectiva sobre el origen y la evolución del plegamiento epitelial, un proceso fundamental en la formación de órganos y tejidos en organismos multicelulares. Hasta ahora, se desconocía cómo surgía este mecanismo en animales primitivos y cómo podía replicarse en sistemas sintéticos. El trabajo de Prakash y Brannon sugiere que los principios simples del origami pueden haber inspirado la evolución de la forma y la silueta en los primeros animales hace cientos de millones de años.
Las implicaciones de este hallazgo van más allá de la biología evolutiva. El plegamiento tisular es esencial en procesos como la formación de los pliegues cerebrales y la unión de tejidos durante el desarrollo embrionario. Comprender cómo un animal tan simple como Trichoplax adhaerens logra estos cambios de forma sin un sistema nervioso podría abrir nuevas vías para el desarrollo de materiales y tecnologías inspiradas en la biología. Según la Universidad de Stanford, este modelo podría servir de base para diseñar materiales capaces de plegarse y desplegarse de manera controlada, tanto en tejidos vivos como en materiales inertes.
“Estos hallazgos proporcionan un ejemplo para el amplio espacio de configuración del plegamiento activo sin restricciones de lámina delgada, sentando las bases para futuros esfuerzos para programar el plegamiento de lámina delgada tanto en tejidos vivos como en materiales inertes y estableciendo un sistema modelo para estudiar la mecánica del plegamiento de lámina delgada”, concluyeron los autores.
Según el estudio, el avance logrado por la Universidad de Stanford no solo amplía el conocimiento sobre la evolución y el desarrollo de los animales más primitivos, sino que también abre nuevas posibilidades para la investigación en biotecnología y ciencia de materiales, inspiradas en la extraordinaria capacidad de plegamiento de Trichoplax adhaerens.
“Correlacionamos estos estados de plegamiento con la geometría local del sustrato, revelando que el animal se adapta a la superficie del sustrato disponible, lo que promueve el mantenimiento de un estado plegado”, precisaron.
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