Una nueva investigación ha descubierto que los elevados niveles de un precursor del colesterol que origina comportamientos autodestructivos en humanos, conducen también al suicidio programado de las madres pulpo después de la reproducción.

A pesar de toda su asombrosa inteligencia y habilidades aparentemente sobrenaturales para cambiar de color y regenerar extremidades, los pulpos a menudo sufren una muerte trágica.

Después de que una madre pulpo pone una nidada de huevos, deja de comer y se consume. Cuando los huevos eclosionan, ella ya está muerta.

Algunas hembras en cautiverio incluso parecen acelerar este proceso intencionalmente, mutilándose y retorciendo sus tentáculos en una maraña que conduce inevitablemente a su muerte.

La fuente de este extraño comportamiento maternal parece ser la glándula óptica, un órgano similar a la glándula pituitaria presente en los mamíferos.

Espiral de muerte

Durante años, no se ha sabido cómo esta glándula desencadena la espantosa espiral de la muerte, pero un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Chicago, la Universidad de Washington y la Universidad de Illinois Chicago (UIC), muestra que la glándula óptica en los pulpos maternos sufre un cambio masivo en el metabolismo del colesterol, lo que provoca cambios dramáticos en las hormonas esteroides del animal que desencadenan su fatal comportamiento.

Las alteraciones en el metabolismo del colesterol en otros animales, incluidos los humanos, pueden tener graves consecuencias en la longevidad y el comportamiento.

Los autores del estudio creen que esto revela similitudes importantes en las funciones de estos esteroides en todo el reino animal, tanto en los cefalópodos de cuerpo blando como en los vertebrados.

"Sabemos que el colesterol es importante desde una perspectiva dietética y también dentro de diferentes sistemas de señalización en el cuerpo", explica Z. Yan Wang, autor principal del estudio.

"Está involucrado en todo, desde la flexibilidad de las membranas celulares hasta la producción de hormonas del estrés, pero fue una gran sorpresa ver que también desempeñaba un papel en este proceso del ciclo de vida".

Hormonas de autodestrucción

En 1977, el psicólogo de la Universidad de Brandeis, Jerome Wodinsky, demostró que, si se extirpaba la glándula óptica de las madres pulpo caribeño de dos manchas (Octopus hummelincki), abandonaban su nidada de huevos, volvían a alimentarse y vivían meses más.

En ese momento, los biólogos de cefalópodos concluyeron que la glándula óptica debía secretar algún tipo de hormona de "autodestrucción", pero no estaba claro qué era y cómo funcionaba.

En 2018, Wang, y Clifton Ragsdale, profesor de neurobiología en la UChicago, secuenciaron el transcriptoma de ARN de la glándula óptica de varios pulpos de dos puntos de California (Octopus bimaculoides) en diferentes etapas del desarrollo de su decadencia materna.

El ARN lleva instrucciones del ADN sobre cómo producir proteínas, por lo que secuenciarlo es una buena manera de comprender la actividad de los genes y lo que sucede dentro de las células en un momento dado.

A medida que los pulpos madre de esta investigación comenzaron a ayunar y decaer, hubo niveles más altos de actividad en los genes que metabolizan el colesterol y producen esteroides. Fue la primera vez que la glándula óptica se vinculaba con algo más que la reproducción.

Como muchos pulpos, el pulpo de dos manchas de California (Octopus bimaculoides) decae y muere poco después de reproducirse. Tom Kleindinst, Laboratorio de Biología Marina, U Chicago.

Un paso más

En una nueva investigación, cuyos resultados se publican en Current Biology, Wang y Ragsdale llevaron sus estudios un paso más allá y analizaron las sustancias químicas producidas por la glándula óptica del pulpo materno.

Dado que la investigación anterior de Wang apuntaba a una mayor actividad en los genes que producen esteroides, se centraron en el colesterol y las moléculas relacionadas en el tejido de la glándula óptica.

Descubrieron tres vías diferentes involucradas en el aumento de las hormonas esteroides después de la reproducción. Una de ellas produce pregnenolona y progesterona, dos esteroides comúnmente asociados con el embarazo.

Otra produce colestanoides maternos o componentes intermedios de los ácidos biliares, y la tercera vía produce niveles elevados de 7-dehidrocolesterol (7-DHC), un precursor del colesterol.

La nueva investigación muestra que la glándula óptica materna sufre cambios drásticos para producir más pregnenolona y progesterona, colestanoides maternos, y 7-DHC durante las etapas de declive.

Si bien las hormonas del embarazo son de esperar, esta es la primera vez que los componentes de los ácidos biliares o del colesterol se han relacionado con la espiral de muerte del pulpo materno.

Similitudes sorprendentes

Algunas de estas mismas vías también se utilizan para producir colesterol en ratones y otros mamíferos, destacan los investigadores.

"Hay dos vías principales para la creación de colesterol que se conocen a partir de estudios en roedores, y ahora hay evidencia de nuestro estudio de que esas vías probablemente también estén presentes en los pulpos", dijo Wang. "Fue realmente emocionante ver la similitud entre animales tan diferentes".

Los niveles elevados de 7-DHC son tóxicos para los humanos. Es el sello distintivo de un trastorno genético llamado síndrome de Smith-Lemli-Opitz (SLOS), que es causado por una mutación en la enzima que convierte el 7-DHC en colesterol.

Los niños con este trastorno hereditario y congénito sufren graves consecuencias en el desarrollo y el comportamiento, incluidas las autolesiones repetitivas que recuerdan los comportamientos del final de la vida del pulpo.

Graves consecuencias

Los hallazgos sugieren que la interrupción del proceso de producción de colesterol en los pulpos tiene graves consecuencias, al igual que en otros animales.

Lo que Wang y su equipo han descubierto es otro paso en la secuencia de autodestrucción del pulpo, lo que indica más cambios posteriores que finalmente conducen al comportamiento extraño y la muerte de la madre.

“Lo sorprendente es que pasan por esta progresión de cambios en los que parecen volverse locos justo antes de morir”, dijo Ragsdale.

“Tal vez sean dos procesos, tal vez tres o cuatro. Ahora, tenemos al menos tres vías aparentemente independientes hacia las hormonas esteroides que podrían explicar la multiplicidad de efectos que muestran estos animales”, añade

Los investigadores van a profundizar en este descubrimiento valiéndose de otra especie de pulpo (chierchiae), también conocido como pulpo rayado menor del Pacífico, que no se destruye después de la reproducción.

Wang planea examinar las glándulas ópticas esta especie de pulpo y compararlas con sus nuevos resultados para buscar pistas sobre cómo evitar la trágica espiral de muerte del pulpo.

Referencia

Steroid hormones of the octopus self-destruct system. Z. Yan Wang et al. Current Biology, May 12, 2022. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.04.043