En un nuevo estudio, un equipo dirigido por biólogos de la Universidad de Utah descubrió que las diferentes versiones de un solo gen, llamado NDP Proteína de la enfermedad de Norrie, tienen vínculos inesperados entre los patrones de color en las palomas y los defectos de la visión en los humanos. Estas variaciones genéticas probablemente fueron creadas en palomas por humanos de una especie de paloma diferente y ahora son evolutivamente ventajosas en poblaciones salvajes de palomas salvajesen entornos urbanos.
Los biólogos de U analizaron los genomas de las palomas de roca domésticas Columba livia para determinar las mutaciones que rigen los cuatro patrones de color fundamentales en las plumas de las alas de las palomas. Compararon el patrón de "barra" ancestral predeterminado, llamado así por las rayas negras horizontales cercanaslas puntas de las alas, contra el patrón "checker" ligeramente más oscuro, el patrón "T-check" más oscuro y el patrón "sin barra" más claro.
Encontraron que una secuencia de ADN cerca del NDP el gen era muy diferente entre las aves de la barra y las aves T-check y checker. Además, algunas de las palomas T-check y checker tienen más copias de un tramo de ADN cerca del gen, lo que da como resultado aún más pigmento en sus plumasEn todos los casos, la secuencia del gen en sí está inalterada. Por el contrario, las aves sin barra menos pigmentadas tenían una mutación en la secuencia del gen, lo que podría afectar su función.
"Eso es bastante raro. Es el mismo gen, pero está modificado de diferentes maneras para obtener resultados completamente diferentes", dijo Mike Shapiro, profesor de biología en la U y autor principal del artículo.
Esta es la primera vez NDP se ha asociado con la variación del pigmento. Los criadores de palomas han informado que las aves sin barra han tenido problemas de visión durante décadas. Este estudio descubrió que es exactamente lo mismo NDP la mutación encontrada en palomas sin barra también se encuentra en dos familias humanas con ceguera hereditaria, lo que sugiere que esta parte de la NDP el gen es importante en el desarrollo del ojo.
Investigaciones anteriores han demostrado que las aves más oscuras y de control T tienen una ventaja en los entornos urbanos; tienen una temporada de reproducción más larga y sacan a muchos jóvenes del nido. El nuevo estudio de U descubrió que los cambios genéticos asociados con el corrector yLos patrones de verificación T probablemente resultaron de que los humanos criaron la paloma doméstica con la paloma moteada africana Columba guinea, una especie de paloma silvestre común en el África subsahariana. NDP el gen se introdujo en las palomas domésticas hace varios cientos de años, mucho después de la domesticación de las palomas. La implicación es sorprendente.
"Los humanos pueden haber transferido un rasgo a otra esta otra especie que habían domesticado, y ese rasgo ahora está en la naturaleza, donde ahora es ventajoso específicamente en hábitats creados por humanos", dijo Shapiro. "Es una locura".
El estudio fue publicado en línea el 17 de julio de 2018 en la revista eLife .
Diversidad impulsada por el ser humano
Desde que domesticaron la paloma rocosa hace más de 5,000 años, los humanos han criado más de 350 variedades de palomas en diferentes colores, patrones, formas y tamaños. Las humildes aves callejeras ayudaron a Alejandro Magno en las batallas y ayudaron a Charles Darwin a explicar la selección natural y artificial en"Sobre el origen de las especies". Hoy en día, los aficionados manejan la mayor parte de la diversidad dentro de la especie compitiendo por premios en efectivo y gloria en competencias de reproducción en todo el mundo.
Los investigadores trabajaron con el Club de palomas de Utah, el club de palomas de mayor funcionamiento continuo en el oeste de los EE. UU., Y la Asociación Nacional de Palomas para obtener las muestras de sangre necesarias para investigar los mecanismos moleculares que impulsan diversos patrones de pigmentación. A principios de 1900, los genetistas primeroregistró que cuatro patrones de color fundamentales probablemente fueron determinados por variaciones en una sola región, o locus, en un cromosoma. Los aficionados probablemente hayan sabido sobre la genética básica durante mucho más tiempo.
"Los criadores de palomas saben cómo se vería un pájaro si se unen dos combinaciones diferentes. Sin saber acerca de las moléculas involucradas, saben qué rasgos físicos son dominantes y cuáles son recesivos", dijo Anna Vickrey, doctorando en la Uy autor principal del artículo.
Vickrey y sus colegas secuenciaron los genomas de las cuatro variedades, probando genes candidatos que podrían regular diferentes patrones de color. Descubrieron que las palomas sin barra tienen una mutación en el NDP secuencia génica en sí que impide la producción de pigmento. Luego, determinaron que las aves con plumas más oscuras tenían más copias de una secuencia de ADN reguladora probable, lo que aumenta la expresión de NDP en checker y t-check birds.
"Ver los dos cambios en la cantidad del gen del pigmento y los cambios en la secuencia del gen en un conjunto de características físicas es algo único. Definitivamente es emocionante", dijo Vickrey.
"Resulta que la cantidad de copias de esa región de ADN que tienes determina cuán oscuras son tus alas. Por lo tanto, este es un mecanismo para la evolución de rasgos como la pigmentación simplemente duplicando tramos de ADN. Realmente no está evolucionando algo desde cero,es tomar lo que tienes y hacer más copias ", agregó Shapiro.
La conexión humana
Aunque desconocido en el mundo de las aves, el NDP el gen está bien estudiado en humanos. Docenas de mutaciones en el gen producen ceguera, sordera, esquizofrenia y problemas motores e intelectuales. Sin embargo, la mutación en palomas sin barra solo afecta su pigmentación y vista. Al menos dos familias en Japón con el mismomutación en NDP experimenta solo ceguera hereditaria. Señala que al menos parte del gen es importante para la visión.
"Descubrimos este gen que no ha estado implicado en los rasgos de pigmentación antes. Tiene estos vínculos realmente interesantes con la enfermedad ocular, por lo que implica un vínculo común entre la pigmentación y el desarrollo ocular que vale la pena seguir", dijo Shapiro.
Los investigadores están colaborando con el Centro de Ojos Moran en la U para estudiar las venas y arterias detrás de las retinas de paloma sin barra para obtener información sobre el NDP efecto de la mutación en el desarrollo ocular.
Además, las palomas checker y T-check parecen tener otros cambios reproductivos y fisiológicos que les permiten prosperar en los hábitats urbanos. Los biólogos están investigando si los rasgos vinculados aumentan la posibilidad de que NDP está cambiando no solo el patrón de pigmentación, sino también otros rasgos importantes de aptitud física.
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Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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