La evolución tiene lugar constantemente, en todas partes en la naturaleza. Sin embargo, para los biólogos siempre es emocionante observar la evolución "en tiempo real". Actualmente, el reloj interno presenta una de esas oportunidades para la observación, es decir, el ritmo innato de sueño y vigilia,de la mosca de la frutaDrosophila melanogaster. En las moscas de la fruta, cierta variante de un "gen del reloj", que presumiblemente apareció por primera vez en el sur de Europa hace 300 a 3000 años, se está extendiendo hacia el norte, por ejemplo, hacia y dentro de Escandinavia. Los investigadores han observado este fenómeno pero aún no lo han hecho.sido capaz de explicarlo completamente. Basado en estudios de laboratorio, un equipo dirigido por el neurobiólogo Prof Ralf Stanewsky de la Universidad de Münster Alemania son los primeros en ofrecer una explicación para este fenómeno.
El estudio, que ahora ha sido publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza, centrado en un gen de reloj llamado " atemporal." Junto con un segundo gen de reloj "punto", controla el ritmo circadiano de la mosca de la fruta, que dura unas 24 horas. Este ritmo está permanentemente sincronizado con el entorno utilizando zeitgebers externos como la luz y la temperatura. Los investigadores investigaron por qué una variante especial del atemporal gen reloj, es decir, el ls-tim alelo, se ha propagado tan rápidamente.
"Al igual que los humanos, Drosophila se originó en el África subsahariana y se extendió hacia el norte, hasta el Círculo Polar Ártico", explica la primera autora Angélique Lamaze. "Allí, las moscas experimentan largos días de verano o incluso luz casi constante, las llamadas noches blancas." La iluminación constante interrumpe la función del reloj interno porque desencadena la degradación permanente de la proteína del reloj TIMELESS a través de una cadena de reacción molecular. Por lo tanto, se pierde el ritmo circadiano.
Sin embargo, los ciclos de temperatura pueden superar los efectos de la iluminación constante. Nuestros expertos han demostrado que vuela con la evolución recientels-timEl alelo sincroniza su ritmo circadiano con la temperatura ambiente bajo condiciones de luz y temperatura que imitan un día de verano escandinavo. Un indicador fue el nivel de movimiento activo de los insectos. Con iluminación constante y un ciclo diario de temperatura entre 16 y 25 grados centígrados, elvuela con el ls-timEl alelo estuvo particularmente activo en la segunda mitad de la fase cálida. Por el contrario, cuando había iluminación y temperatura constantes, no hubo un ritmo de comportamiento. A diferencia del ls-tim moscas, esas moscas de la fruta que solo llevan la variante genética original s-tim no mostró ninguna adaptación de comportamiento, ni con ciclos de temperatura ni con una temperatura constante.
Nueva variante genética aumenta el éxito reproductivo
“Desde el punto de vista de la biología evolutiva, la adaptación del comportamiento se puede explicar bien”, enfatiza Angélique Lamaze. “El verano es la estación reproductiva de los insectos. Animales que están sincronizados en su comportamiento y listos para aparearse a la misma hora del díatener una mejor oportunidad de reunirse y reproducirse. Como ls-timpermite dicha sincronización incluso en días de verano extremadamente largos, lo más probable es que este sea un factor importante que contribuya a su expansión continua hacia el norte y podría explicar su éxito evolutivo.
El equipo de investigación también demostró que incluso una sola copia del ls-timEl alelo es suficiente para permitir la sincronización en "condiciones escandinavas", lo que respalda aún más la propagación de este alelo. Al igual que los humanos, por ejemplo, las moscas de la fruta poseen dos copias, idénticas o similares, de cada gen, una copia de cadapadre.
La nueva variante genética produce una proteína que se desvía ligeramente de la forma original, que es particularmente estable bajo iluminación y, por lo tanto, interfiere con la cascada de reacciones moleculares que, de lo contrario, desencadena la degradación de la proteína reloj SIN TIEMPO. Esto, concluyó el equipo,es un requisito previo requerido para que el ciclo de temperatura restablezca el ritmo circadiano de las moscas de la fruta bajo iluminación continua.
Los neurobiólogos utilizaron una combinación de experimentos conductuales, así como modernos métodos genéticos e inmunohistoquímicos en su estudio. Entre otras cosas, compararon cepas de moscas con diferentes composiciones genéticas para investigar su comportamiento durante las noches de verano escandinavas simuladas y la actividad de su reloj.genes en diferentes neuronas cerebrales.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Münster. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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