Secretos De Las Ratas Topo Desnudas Reveladas

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Los biólogos thomas park estudian ratas topo desnudas y descubrieron que estos extraños animales pueden vivir largos períodos sin oxígeno y son inmunes a ciertos tipos de dolor.

Este artículo de Detrás de las escenas se proporcionó a WordsSideKick.com en colaboración con la National Science Foundation.

Era el equivalente científico del amor a primera vista.

"Tenían dientes enormes, corrían tanto hacia atrás como hacia adelante, y conversaban entre ellos constantemente", dijo Thomas Park sobre la primera vez que vio una rata lunar durante un año postdoctoral en Munich.

Después de comenzar su propio laboratorio en Chicago, llevó a sus estudiantes a un viaje al zoológico y los vio de nuevo. "Pensé que eran geniales, y en ese momento supe que tenía que llevar a algunos de estos tipos al laboratorio", dijo.

Park, profesor de ciencias biológicas en la Universidad de Illinois en Chicago, comenzó su carrera científica estudiando cómo los pájaros localizaban los sonidos, luego cambiaba a murciélagos, examinando los efectos de los sonidos en sus células cerebrales. Sin embargo, después de descubrir ratas topo desnudas, se fascinó con su estructura social única y decidió estudiarlas.

Las ratas topo desnudas africanas viven bajo tierra y nunca salen. Son minúsculos, dentudos y ciegos; parecen pequeñas salchichas rosadas; y huelen mal. Estas criaturas, los únicos mamíferos que son de sangre fría, por lo general viven en grandes colonias de 300 miembros a unos seis pies bajo tierra. Sus túneles estrechos están extremadamente cerca y su suministro de aire es limitado. El aire que respiran es tan tóxico que podría matar o provocar un daño cerebral irreversible en cualquier otro mamífero.

La suya es una organización cooperativa donde una hembra y varios machos son reproductivamente activos, mientras que el resto de los miembros de la colonia dividen las tareas, que incluyen la búsqueda de alimentos.

Las ratas topo desnudas tienen una reina, que se aparea con hasta tres machos, ninguno de los otros participa en la reproducción. "Son animales muy, muy extraños", dijo Park. "Son los únicos mamíferos con este extraño arreglo social".

Su investigación se centra en la evolución, específicamente en cómo las especies se adaptan a los desafíos en su entorno. Sin embargo, su trabajo con estos mamíferos inusuales ha producido nuevos conocimientos sobre la respuesta al dolor y la privación de oxígeno que, en última instancia, podrían conducir a nuevos enfoques para tratar estas afecciones, así como a lesiones cerebrales causadas por ataques cardíacos, accidentes cerebrovasculares o traumas.

Park y su colega John Larson, profesor asociado de fisiología en psiquiatría en UI-Chicago, descubrieron que los cerebros de ratas topo desnudas pueden soportar largos períodos de privación de oxígeno, una condición conocida como hipoxia, por períodos mucho mayores que cualquier otro mamífero. También encontraron que las ratas son inmunes a ciertos tipos de dolor, específicamente el dolor ardiente del ácido, como el jugo de limón y la capsaicina, el ingrediente picante de los chiles. Las criaturas naturalmente carecen de un neurotransmisor, la sustancia P, que comunica información sobre el dolor.

"Nuestra hipótesis de trabajo es que la insensibilidad al ácido es una adaptación a vivir en un ambiente ácido", dijo Park. "En sus túneles domésticos, el dióxido de carbono se acumula hasta niveles inusualmente ácidos. Esto se debe a que las ratas topo desnudas viven en un número inusualmente grande para una especie subterránea".

Los hallazgos sobre el dolor surgieron del intento de los investigadores de descubrir cómo las ratas topo usaban pelos en forma de bigotes en sus cuerpos, que están dispuestos en forma de cuadrícula: diez filas con aproximadamente diez pelos en cada fila. "Este tipo de organización estricta sugirió que los pelos estaban modelados por una razón", dijo Park.
Al tocar los pelos, se dio cuenta de que "las ratas topo pueden usar estos pelos para localizar con precisión el tacto", dijo. "Desviar cualquiera de los pelos hace que la rata topo traiga su hocico y sus dientes al punto de contacto. Esto tenía sentido para nosotros, que un animal que es esencialmente ciego y que naturalmente vive en la oscuridad se beneficiaría de un excelente sentido. de toque y una gama especial de detectores táctiles dispuestos sobre el cuerpo ".

El estudio adicional de las células nerviosas y los diferentes productos químicos asociados con estas células condujo a los investigadores a la sustancia P que faltaba.

En el entorno de laboratorio, las ratas topo de Park viven en tuberías de PVC que imitan los túneles subterráneos de su hábitat natural. Las tuberías están conectadas a cajas de plástico transparente que los animales usan para almacenar alimentos, juntarse e ir al baño. Designan un lugar como baño. Las cajas se guardan en cuartos de almacenaje sellados y climatizados donde la humedad es alta y las temperaturas son en los años 90. Un cuidador verifica los niveles de humedad dos veces al día. A las ratas topo les parece que les va bien en este ambiente, incluso se están reproduciendo.

"Creo que están felices", dijo Park. "Les damos comida en una cámara - ellos reciben una batata todos los días - así que si quieren llevar las piezas a su 'nido', pueden hacerlo. También les damos golosinas; realmente les encanta el squash. También les encanta. Apple, porque no beben nada, por lo que se vuelven locos con cualquier cosa que sea dulce y jugosa ".

Hablando de manzanas, hace varios años, durante un estudio del comportamiento de forrajeo de las ratas topo, los investigadores instalaron grandes tinas con una pulgada de arena en el suelo de cada tina. Luego cortaron las manzanas en trocitos y las enterraron en la arena. Querían averiguar si las ratas topo comunicaban información a otras ratas topo sobre la comida o guardaban la información para ellos.

"Algunas de las bañeras obtendrían muchos trozos de manzana, mientras que otras solo obtendrían unas pocas", dijo. "Luego abrimos una tubería al sistema de jaulas de ratas topo y las dejamos forrajeando. Al final de cada día, contamos cuántos trozos de manzana quedaban en cada tina. Para recuperar los trozos de manzana, vertimos la arena a través de una pantalla."

El problema era que la habitación estaba oscura, iluminada solo por una luz roja, lo que hacía difícil para los investigadores diferenciar entre los trozos de manzana y la caca de rata topo, que era del mismo tamaño y forma.

"Hubo una ocasión en que un estudiante estaba seguro de que tenía un poco de manzana", dijo Park. "Parecía una manzana, se sentía como una manzana, pero solo para estar seguro, sí, la probó. No era una manzana. Desde entonces, sacamos la arena de la habitación con poca luz y contamos los trozos de manzana en el pozo. -Lit pasillo. "

Si bien las ratas topo en el laboratorio no son mascotas, los investigadores han aprendido a apreciar sus características individuales. "No los nombro, pero es fácil para mí distinguir uno de otro", dijo Park. "Todos parecen salchichas, pero algunos son gorditos, otros delgados, algunos tienen más arrugas, otros son más rosados. En general, son criaturas muy suaves, pero definitivamente tienen diferentes personalidades. Algunos son más curiosos, otros más tímidos, Un poco más mandón para sus compañeros ".

Park, de 50 años, creció en Baltimore, donde su padre es profesor asociado de psiquiatría en la Universidad Johns Hopkins. "Tenemos un artículo publicado en una revista juntos, que fue muy divertido", agregó. Su madre, ahora jubilada, era una enfermera registrada en el Hospital Johns Hopkins.

Park obtuvo su B.A. Licenciado en psicología en 1982 por la Universidad Johns Hopkins y su maestría en ciencias. en psicología en 1984 y su doctorado, también en psicología, en 1988, ambos de la Universidad de Maryland.

El interés del parque por la ciencia comenzó con una fascinación por los animales. "Desde mis primeros recuerdos, me encantaba tener mascotas e ir al zoológico. Mis padres eran muy comprensivos con esto y, en varios momentos, teníamos cobayas, ratas, perros, gatos, periquitos, muchas tortugas, lagartos, serpientes, "Cangrejos ermitaños, un pato, y probablemente algunos que olvidé", dijo.

Recibió un juego de conejillos de indias cuando estaba en primer grado. "Sus nombres eran el señor Peep y la señora Peep", dijo. "Un día decidí ver si podía hacer que la Sra. Peep subiera las escaleras de nuestra casa, lo que significaba saltar de una escalera a otra. Comencé sosteniendo una golosina, una semilla de girasol, de modo que tuvo que estirarse para Con cada tratamiento, lo sostuve más arriba, hasta que la única manera que pudo alcanzar fue saltar al siguiente paso. No fue hasta muchos años después que supe que lo que estaba haciendo se llamaba "moldear" su comportamiento. una práctica consagrada en los laboratorios de animales ".

Park es disléxico, lo que hizo que sus primeros años escolares fueran desafiantes y frustrantes. "Fallé el primer grado y durante años temí ser tonto", dijo. "Afortunadamente, mis padres me brindaron apoyo y aliento, me dijeron que las cosas mejorarían y lo hicieron. El verdadero punto de inflexión para mí fue cuando encontré los cursos universitarios que me encantaban. Estudiar lo que amaba (comportamiento animal, aprendizaje, evolución) se convirtió en Muy fácil, y nunca miré atrás ".

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Nota del editor: Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation (NSF), la agencia federal encargada de financiar la investigación básica y la educación en todos los campos de la ciencia y la ingeniería. Todas las opiniones, hallazgos y conclusiones o recomendaciones expresadas en este material son las del autor y no necesariamente reflejan los puntos de vista de la National Science Foundation. Ver el archivo detrás de las escenas.


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