Estudian la genética de las moscas que evolucionan a oscuras en un laboratorio desde hace 60 años.
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El 11 de noviembre de 1954 Syuiti Mori dejó a oscuras a un pequeño grupo de moscas de la fruta (D. melanogaster) para así realizar un experimento evolutivo a largo plazo. Desde entonces han estado viviendo en completa oscuridad, reproduciéndose y evolucionando. Sesenta años después los descendientes de estas moscas se han adaptado a las condiciones de oscuridad en las que viven. Se ha denominado “dark-fly” a esta variedad de moscas.
Este experimento es el típico ejemplo de estudio evolutivo en el que los científicos hacen un seguimiento de una población durante muchas generaciones. Además, en este caso, es el único en analizar la evolución de un genoma de un organismo pluricelular sometido a una presión de selección definida en condiciones de laboratorio. Normalmente este tipo de experimentos a largo plazo se realizan con microorganismos porque estos tienen una sucesión generacional más rápida.
Cuando Mori se jubiló la población de moscas pasó a sus colaboradores de la Universidad de Kyoto, que las han mantenido desde entonces. Cuando los investigadores tienen que cambiar la comida de estas moscas o realizar alguna tarea de mantenimiento o extracción usan una débil luz roja de manera temporal, pues las moscas no son sensibles a esta parte del espectro.
Desde el comienzo del experimento se han sucedido 1500 generaciones de moscas, lo que equivaldría a 30.000 años en la escala humana.
A primera vista estas moscas y las normales parecen iguales, pero muestran diferencias sutiles. Así por ejemplo, las dark-fly se mueven más en respuesta a la presencia de una luz súbita incluso cuando ha trascurrido una generación bajo condiciones normales de día-noche. También son más sensibles a ciertos olores y tiene las cerdas más largas para así mejorar su sentido del tacto. Además tienen más descendencia.
Un estudio reciente liderado por Naoyuki Fuse (Universidad de Kyoto) sostiene que estas dark-fly prosperan mucho mejor que sus primas normales cuando a las dos se les somete a condiciones de oscuridad. Además, este investigador y sus colaboradores han podido identificar las regiones del genoma que contribuyen al éxito de las dark-fly en esas condiciones.
Para demostrarlo juntaron dos grupos de moscas (dark-fly y normales) en un contenedor a oscuras y las dejaron cruzarse entre sí. Dejaron pasar unas generaciones dejando que compitieran entre sí en esas condiciones de oscuridad.
Comprobaron que en la descendencia obtenida que las dark-fly tenían una ventaja reproductiva respecto a las otras en condiciones de oscuridad. Fuse sugiere que esto pude deberse al uso de feromonas distintas que les haga tender a aparearse con sus compañeras de variedad o quizás a que los ritmos circadianos de reproducción son distintos.
Para saber los genes responsables de estas adaptaciones los investigadores secuenciaron el genoma de la variedad dark-fly e identificaron las mutaciones que las distinguían de sus primas normales. Sin embargo, notaron que pocas de estas mutaciones podrían ser las responsables de las adaptaciones a la oscuridad, pues su efecto era nulo o estaba asociado a otros rasgos distintos a los de la adaptación a la oscuridad.
Así que estos investigadores hicieron otro experimento de mezcla de dos grupos y lo compararon con un grupo de control igual, pero bajo condiciones de ciclos de día noche normales. Además, secuenciaron los genomas de las moscas al principio y tras 49 generaciones para ver qué genes de la variante original dark-fly eran más comunes bajo condiciones de oscuridad.
Encontraron esas variantes genéticas en 28 regiones del genoma dark-fly y dieron con 84 genes candidatos a proporcionar la adaptación a la oscuridad. Entre ellos se encuentran genes que codifican receptores químicos, relacionados con la síntesis de feromonas, de la formación de recuerdos y con los ritmos circadianos.
En un futuro este grupo de investigadores pretende examinar la actividad de estos genes candidatos para así relacionarlos o no con la adaptación a la oscuridad de las dark-fly. Luego quieren implantar esos genes en la variedad normal para así reproducir la adaptación de sus primas dark-fly.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Foto: Naoyuki Fuse, Universidad de Kyoto.