Un nuevo estudio realizado por biólogos de Harvard revela cómo los pulpos buscan pareja mediante un sistema sensorial de “gusto por tacto” y pueden incluso aparearse a corta distancia sin verse. En un estudio que aparece en la portada de Science, los investigadores descifraron cómo un apéndice masculino funciona como un órgano multifuncional para buscar, percibir y reproducirse, e incluso continúa respondiendo a las hormonas sexuales femeninas después de ser separado del cuerpo.
“El brazo especializado para el apareamiento se había documentado hace mucho tiempo, pero se desconocía que también fuera un órgano sensorial”, afirmó Nicholas Bellono, profesor de biología molecular y celular y autor principal del nuevo artículo. “Este es el mecanismo mediante el cual los pulpos reconocen a sus parejas y facilitan la fecundación”.
En los cefalópodos machos, uno de los ocho brazos, conocido como hectocótilo, está dedicado a la reproducción. Durante el apareamiento, se abre paso hasta el manto femenino (una cavidad en el cuerpo principal que contiene los órganos vitales), localiza el oviducto y deposita un paquete con espermatóforo. El hectocótilo también contiene un surco especial para transferir el paquete de esperma desde los testículos en el manto masculino hasta la punta del brazo. Los biólogos conocen desde hace tiempo la función del hectocótilo, e incluso Aristóteles lo mencionó. Pero hasta ahora se sabía poco sobre las capacidades sensoriales de este apéndice.
Cómo los brazos del pulpo detectan a sus parejas
El laboratorio de Bellono ha realizado una extensa investigación sobre el sistema sensorial de los cefalópodos. Los brazos del pulpo exploran el fondo marino como ocho lenguas musculares; una sola ventosa contiene unas 10.000 células sensoriales. La mayoría de los 500 millones de neuronas del pulpo se distribuyen en los brazos —no en el cerebro— y los apéndices pueden funcionar de forma autónoma. El nuevo estudio, como muchos acontecimientos relacionados con la reproducción, comenzó por casualidad. Pablo Villar, investigador postdoctoral en el laboratorio de Bellono, estaba realizando un amplio estudio de los receptores del pulpo y le intrigó descubrir que el hectocótilo estaba repleto de sensores, al igual que los de los otros brazos.
“Eso fue sorprendente, porque los machos generalmente no usan el hectocótilo para explorar o encontrar alimento”, dijo Villar, autor principal del estudio. “Lo mantienen cerca de su cuerpo, enrollado, y no lo usan para muestrear el fondo marino”.
Los experimentos revelan el apareamiento quimiosensorial
Los científicos decidieron dejar que los animales demostraran cómo usaban sus brazos. Observaron el apareamiento de pulpos de dos manchas de California, la especie Octopus bimaculoides, originaria de la costa del Pacífico de América.
Los científicos colocaron pulpos machos y hembras a ambos lados de una barrera negra en un tanque de agua salada. El separador tenía pequeñas aberturas lo suficientemente anchas como para que cupieran los brazos.
Incluso sin señales visuales, el macho podía alcanzar a la hembra en el otro compartimento e insertar la punta del hectocótilo en su manto. Las hembras, que podían retirarse a un rincón inaccesible del tanque, a menudo agradecían el acercamiento. Los científicos describieron la escena: “tanto el macho como la hembra detenían todo movimiento, a veces durante más de una hora, durante la transferencia del espermatóforo”.
“Se aparearon a través del separador”, dijo Villar. “Para nosotros, esa fue la demostración más sencilla y clara de que pueden reconocerse entre sí sólo mediante la quimiosensación y aparearse sin contacto físico completo”.
Los investigadores observaron emparejamientos similares entre machos y hembras diferentes, incluso en completa oscuridad. Sin embargo, cuando dos machos se emparejaban, no intentaban aparearse. Para los científicos, estas pistas sugerían que las hembras debían emitir algún tipo de señal sexual.
El sorprendente papel de la progesterona en el apareamiento
Los investigadores analizaron muestras de tejido de los órganos reproductores femeninos y descubrieron que estaban enriquecidas con moléculas precursoras de la progesterona, un esteroide femenino. De hecho, dos experimentos demostraron el poder de esta hormona sexual. Los investigadores amputaron un hectocótilo, expusieron el apéndice a la progesterona y observaron que se movía vigorosamente.
En otro experimento, los investigadores colocaron pulpos machos y hembras a ambos lados de una barrera, pero justo antes de que se consumara el apareamiento, la hembra fue reemplazada por tubos recubiertos de progesterona. Los machos exploraron los tubos cargados de progesterona como si fueran el manto de la hembra, pero no mostraron interés alguno en los tubos impregnados con otras sustancias químicas.
Ampliando la imagen de las estructuras sensoriales
Al observar con un microscopio electrónico, los investigadores vieron que la punta del hectocótilo estaba salpicada de pequeñas ventosas, similares a las de los otros brazos. Mediante técnicas de tinción y secuenciación de células individuales, revelaron que estos tejidos estaban densamente recubiertos de nervios y células sensoriales. Estos indicios sugerían que este brazo desempeñaba una función sensorial vital.
A continuación, intentaron identificar qué receptores detectaban las hormonas sexuales femeninas. Sólo uno respondía con fuerza a la progesterona: un receptor llamado CRT1, que ya se había identificado por detectar microbios en la superficie de las presas. Además, resultó desempeñar un papel en el apareamiento. La progesterona es una hormona ancestral que se ha “conservado”, lo que significa que se ha mantenido a lo largo de la historia evolutiva, pero entre los pulpos sus receptores han sufrido modificaciones únicas en cada especie.
Implicaciones evolutivas para nuevas especies
El equipo, una colaboración de 12 coautores de Harvard, la Universidad de California en San Diego y universidades de Okinawa y Suecia, descubrió que los receptores quimiotáctiles mostraban indicios de una rápida evolución reciente, quizás porque estos esteroides sexuales ayudaban a estos animales a reconocer a posibles parejas de su propia especie y a distinguirlas de otras especies estrechamente relacionadas. Los pulpos son animales solitarios que se encuentran solo ocasionalmente para aparearse. Buscan alimento moviendo sus brazos sobre el fondo marino y las formaciones rocosas escarpadas. A veces, se encuentran.
Bellono afirmó que el estudio subraya cómo la biología sensorial puede mantener barreras reproductivas entre linajes e incluso contribuir a la ramificación de nuevas especies, el gran problema identificado por Charles Darwin. Este sistema de señalización sexual ejemplifica lo que los biólogos denominan “selección diversificadora”, cuyo objetivo es acentuar las diferencias entre especies estrechamente relacionadas.
Y todo comenzó con un poco de curiosidad y descubrimientos fortuitos.
“También hay una cuestión filosófica sobre cómo se hace ciencia”, añadió Bellono. “Se está desalentando activamente el apoyo y el énfasis en tener una mentalidad abierta y seguir lo que la biología diversa nos muestra. Pero este estudio demuestra que ese enfoque puede producir algo fundamental, no solo sobre el apareamiento de los pulpos, sino también sobre el origen de las especies, que es, por así decirlo, LA pregunta biológica por excelencia”.
Fuente: Phys.org.