Los cíclidos son una familia de peces notablemente diversa, con muchas especies africanas de agua dulce conocidas por su increíble sistema visual. La compleja visión de estos cíclidos resulta de una gran variedad de proteínas de pigmento visual en sus retinas: mientras que los humanos tienen los genes para producir tres deEn estas proteínas llamadas opsinas, muchos cíclidos tienen siete. Cada especie de cíclido africano produce un conjunto específico de proteínas opsina que combina bien con el espectro de luz de su entorno.
Los sistemas visuales de las especies de cíclidos africanos, que evolucionaron en tranquilos lagos de agua clara saturados de luz solar, están bastante bien estudiados. Pero un nuevo análisis de la Universidad de Maryland y la Universidad Estatal de Sao Paulo en Brasil es el primero en observar la visión encíclidos que viven en el agua turbia y limosa de la cuenca amazónica de América del Sur. Los investigadores descubrieron que, en tres especies amazónicas seleccionadas, varios genes de opsina se habían apagado o perdido por completo.
El trabajo de investigación, publicado el 20 de diciembre de 2016 en la revista Ecología molecular , describe cómo tres especies de cíclidos amazónicos se han adaptado al ambiente de luz turbia de la cuenca del Amazonas, lo que favorece longitudes de onda más largas de luz como el rojo y el naranja. Los cíclidos sudamericanos y africanos se separaron de un ancestro común hace aproximadamente 100 millones de años, después deel supercontinente Gondwana se separó para formar los dos continentes modernos. Importantes cambios ambientales llevaron a los cíclidos sudamericanos por un camino muy diferente al de sus parientes africanos.
"En aguas claras, las longitudes de onda cortas de luz transmiten mejor. Es por eso que los océanos y los grandes y profundos lagos de agua dulce, como algunos que se encuentran en África, parecen verdes y azules. Pero en ríos como el Amazonas, hay mucho limo y materia orgánica.materia que bloquea las longitudes de onda cortas ", dijo Karen Carleton, profesora de biología en la UMD y autora principal del estudio." Encontramos que estas diferencias son suficientes para causar que las especies amazónicas pierdan o apaguen algunas de las opsinas que detectanlongitudes de onda "
Los colegas de la Universidad Estatal de Sao Paulo de Carleton, dirigidos por Cesar Martins, secuenciaron los genomas de tres especies amazónicas comunes en el comercio de acuarios: el pez ángel de agua dulce Pterophyllum scalare , Discus disco de Symphysodon y el Oscar Astronotus ocellatus .De los siete genes de opsina conocidos en los cíclidos africanos, un gen de opsina se perdió por completo en las tres especies amazónicas.Además, otros genes de opsina fueron desactivados en al menos una especie.
El equipo de Carleton en la UMD luego determinó qué genes se activaron para producir proteínas opsina en estas especies. Aunque los mecanismos de pérdida génica o regulación alterada fueron ligeramente diferentes en cada especie, los investigadores encontraron que las tres especies expresaban las mismas tres proteínas opsinaEste conjunto específico de proteínas opsina es particularmente adecuado para las longitudes de onda de luz roja y naranja que dominan las aguas del Amazonas.
"Los cíclidos sudamericanos no son tan diversos como sus parientes africanos. Pero siguen siendo muy coloridos, lo que los hace populares en el comercio de acuarios", dijo Daniel Escobar-Camacho, un estudiante graduado de ciencias biológicas en la UMD y primer autor en elestudio "Me fascina aprender más sobre cómo perciben el mundo".
Escobar-Camacho y Carleton se sorprendieron al ver que las tres especies perdieron genes por completo.
"Con tres especies relacionadas diferentes, cada una parecía perder genes de una manera diferente", dijo Carleton. "No fue solo un evento al principio, cada especie pareció adquirir esta sensibilidad de una manera específica. Estamosaprendiendo que la genética de la visión es increíblemente diversa. Los genes parecen ir y venir mucho más rápido de lo que esperaba "
Escobar-Camacho planea estudiar la visión en otro grupo de peces sudamericanos: los Characiformes, que incluye la piraña y el neón tetra. También le gustaría llevar este trabajo de cíclidos un paso más allá.
"Me gustaría demostrar que los cíclidos tienen visión de color. Lo hemos demostrado desde una perspectiva de biología molecular: tienen genes de opsina y expresan las proteínas de pigmento", dijo Escobar-Camacho. "Pero quiero dar un paso más".más adelante y probarlo conductualmente. Estoy trabajando en entrenar peces para distinguir un color de otro ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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