Los Escarabajos Modificados Genéticamente Crecen Trabajando Tercer Ojo

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Una modificación genética ha llevado al desarrollo de escarabajos con un conjunto adicional de ojos compuestos en el centro de sus cabezas, y los ojos realmente funcionan.

Cuando los científicos desactivaron el gen responsable en parte por el desarrollo y la conformación de las cabezas de los escarabajos, los insectos se incubaron con un juego adicional de ojos compuestos en el centro de sus cabezas, formando a veces juntos en un gran tercer ojo. Y ahora, los científicos han aprendido que los ojos adicionales realmente funcionan.

Los biólogos de la Universidad de Indiana descubrieron el año pasado cómo un gen llamado ortodenticular previene que los escarabajos del escarabajo desarrollen estos ojos adicionales durante el desarrollo. Cuando los biólogos deshabilitaron el gen, los escarabajos desarrollaron un ojo adicional (o par de ojos). Es una práctica común en la ciencia: aprender cómo funciona algo, desarmarlo pieza por pieza y ver qué cambia.

En un nuevo experimento, publicado en línea el 24 de octubre en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias, el mismo equipo utilizó microscopios electrónicos de barrido para revelar que los nuevos ojos tenían una estructura compleja, incluidas las conexiones con el sistema nervioso del escarabajo. Estos ojos no eran decorativos o estructuras excesivas que simplemente se sentaban en la cabeza del escarabajo; Los insectos podrían usar sus nuevos ojos, dijeron los investigadores.

"Este proyecto comenzó a partir de un hallazgo accidental", dijo a WordsSideKick.com Armin Moczek, un biólogo de la Universidad de Indiana y autor principal del artículo. Los investigadores se habían propuesto aprender cómo varios genes determinan la organización y estructura de la cabeza del escarabajo, explicó Moczek. "Pero tenemos un ojo extra, totalmente impredecible", dijo.

Durante años, los científicos han estado utilizando modificaciones genéticas para hacer crecer partes inusuales del cuerpo en animales o para crear animales completamente nuevos, desde una oreja humana que crece en la parte posterior de una rata de laboratorio hasta el desarrollo de quimeras humano-cerdo. Pero los ojos extra de estos escarabajos crecieron por sí solos: en lugar de hacerlo de forma deliberada, los científicos simplemente tuvieron que eliminar las medidas preventivas incorporadas en el código genético del escarabajo. [11 partes del cuerpo crecidas en el laboratorio]

"Había una estructura curiosa en el centro de la cabeza que, cuando miramos de cerca, nos dimos cuenta de que se parecía mucho a los ojos que los insectos suelen tener en los lados de sus cabezas", dijo Eduardo Zattara a WordsSideKick.com. Zattara es una bióloga que trabajó en el laboratorio de Moczek y es la autora principal de la investigación que recientemente se mudó a Argentina para dedicarse a la investigación ecológica.

Y aunque se pueden cultivar ojos adicionales en moscas de la fruta de manera similar, los mecanismos genéticos adicionales evitan que esos ojos se integren con los sistemas nerviosos de las moscas y brinden una visión adicional, dijo Moczek. Los ojos estaban completamente desarrollados, aclaró Zattara, pero no estaban conectados al cerebro para que no pudieran transmitir ninguna información visual.

Para averiguar si los ojos extra de los escarabajos hicieron algo, los investigadores tomaron a los insectos en su etapa larval y destruyeron las células que darían lugar a sus ojos típicos. Luego, los científicos enfocaron una luz en los nuevos ojos y notaron que los escarabajos eventualmente bajaron la cabeza o se dieron la vuelta, tal como lo haría un escarabajo común y vidente, según la nueva investigación. Debido a que los ojos adicionales proporcionan a los escarabajos una entrada sensorial, significa que las estructuras recién formadas se han integrado con el sistema nervioso central del insecto, dijeron los investigadores.

Los hallazgos podrían ayudar a explicar cómo los códigos genéticos de estos animales definen qué estructuras van a dónde y cómo encaja todo, dijo Moczek.

Su equipo también espera que esta aparición de estructuras complejas como resultado de manipulaciones genéticas simples arroje algo de luz sobre cómo evolucionaron las estructuras como los ojos, dijo. Se necesita el código genético completo de un organismo para desarrollar órganos complejos como los ojos o el cerebro, explicó Moczek, pero el primer ojo que surgió en la totalidad del reino animal surgió de la reorganización de los componentes genéticos existentes.

"Hay un sentimiento generalizado entre muchas personas de que la evolución de un rasgo complejo requiere cambios complejos a nivel genético", dijo Zattara. "Nuestros resultados confirman otros hallazgos de que este no es necesariamente el caso", agregó, explicando cómo su manipulación de un solo gen que dio origen a nuevas estructuras funcionales va en contra de lo que muchos científicos esperaban.

"Piensa que los viejos ladrillos de Lego se vuelven a ensamblar en algo nuevo", dijo Moczek.

Artículo original en WordsSideKick.com.


Suplemento De Vídeo: What A Way To Go: Life at the End of Empire [2007].




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