Viernes 4 de octubre de 2002

Genética y evolución
Del tamaño justo para alimentarse mejor

Ciertas moscas que viven en los cactus ponen en evidencia el funcionamiento de la selección natural, según investigaciones de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales . La búsqueda de genes específicos vinculados a las variaciones en el tamaño puede arrojar luz sobre la forma en que la herencia interactúa con el medio.

Por Susana Gallardo (*)

  ¿Por qué algunas especies de insectos son más grandes que otras? ¿O tienen un desarrollo más lento? La clave parece hallarse en lo que Darwin designó, hace unos 150 años, como "selección natural". Según estudios realizados por investigadores de nuestra Facultad, el tamaño y el tiempo de desarrollo se relacionan estrechamente con las condiciones del medio, básicamente con la disponibilidad de alimento. Los investigadores ahora intentan identificar las bases genéticas de la adaptación al ambiente. Esto no sólo brindará herramientas para controlar especies perjudiciales sino también permitiría explicar cómo se desarrollan ciertas enfermedades.

  "Estudiamos dos especies de moscas de zonas áridas que se diferencian claramente en cuanto a la estrategia para adaptarse a distintos recursos alimentarios", señala Estaban Hasson, investigador en genética evolutiva y profesor en la FCEyN.

  Las moscas en cuestión pertenecen al género Drosophila y están emparentadas con la mosca de la fruta D. melanogaster, cuyo genoma completo se conoció recientemente. Sin embargo, las especies estudiadas no ponen sus huevos en las manzanas sino en los cactus. Cuando alguna parte de éstos comienza a descomponerse, las moscas acuden presurosas a alimentarse de los microorganismos que los colonizan, en especial, las levaduras. Esta particular preferencia gastronómica las convierte en un interesante objeto de estudio.

  Cada una de las especies elige un tipo diferente de cactus. Unas hacen su nido en el "cardón", que tiene forma de candelabro y alcanza alturas de hasta 10 metros. Otras, en cambio, prefieren las tunas, una especie con tallos en forma de hojas más o menos ovaladas, carnosas y con pinches. Su nombre técnico es Opuntia.

  Cardones y opuntias ofrecen un recurso alimentario que difiere en cuanto a su disponibilidad en el tiempo y en el espacio. Cuando un brazo de cardón muere, debido a su gran tamaño, asegura alimento por un largo período. La tuna, en cambio, con sus tallos más pequeños, brinda un recurso limitado, efímero. Además, cuando el cardón ya no provee "comida", la mosca tiene que recorrer un largo camino para encontrar otro que ofrezca abrigo y alimento. En el caso de las tunas, si bien brindan un recurso limitado en el tiempo, no hay que "andar" demasiado para encontrar otra fuente de alimento. Esta diferencia incide en ciertas características de las moscas.

Para recorrer largos caminos

  "Las dos especies viven asociadas a cada recurso. Ambas son idénticas en su forma, pero la mosca adaptada a vivir en un recurso poco predecible en el espacio, es en promedio más grande", indica Hasson. La explicación de esa diferencia, que forma parte del trabajo de tesis de Juan José Fenara, discípulo de Hasson, es que el mayor tamaño le permite a la mosca atravesar largas extensiones para encontrar alimento. En cambio la otra, que no tiene que deambular mucho, es más pequeña, pero tarda mucho menos en desarrollarse.

  "El lapso más breve de desarrollo es una adaptación a un recurso limitado en el tiempo", explica el investigador. La mosca pasa por tres estadios en su desarrollo: larva, pupa y estado adulto. Recién en esta última etapa puede volar; como larva y pupa se halla cautiva del recurso. Si su crecimiento fuese más lento, y el alimento se terminara, correría el riesgo de morir de inanición.

  A lo largo de la evolución se han seleccionado aquellos individuos que se convierten más rápidamente en adultos. En cambio, en la mosca del cardón, dado que el recurso está disponible durante más tiempo, no se seleccionó esa característica, sino otra, el tamaño, que le confiere mejor capacidad para volar. Esto significa que a lo largo de muchas generaciones, las moscas pequeñas, con menor capacidad de dispersión, tuvieron menor probabilidad de encontrar sitios adecuados para alimentarse y procrear y, por tanto, mayor chance de morir sin dejar descendencia. El éxito estaba reservado a las más grandes, que podían alcanzar un buen cardón para alimentarse a gusto, aparearse y tener una numerosa prole.

  "Estas dos especies ejemplifican claramente lo que consideramos un compromiso entre dos características relacionadas con la adaptación al medio", subraya Hasson. Una mosca, para poder ser grande, tiene que pagar un precio: un período más largo de desarrollo. Esto implica algunos riesgos, como el ataque de predadores, pues en el estado larval el insecto no puede escapar.

  Pero la otra mosca también paga un precio por desarrollarse rápido: su pequeño tamaño, lo cual entraña ciertas desventajas. Según el investigador, las moscas más grandes tienen mayor probabilidad de supervivencia, es decir que en promedio son más longevas. Además, las hembras de mayor tamaño son más fecundas, ponen más huevos, y los machos más grandes parecen ser más atractivos para las hembras y por lo tanto tienen un mayor éxito reproductivo. Ésta es una regla general para los insectos.

Buscando las claves genéticas

  El investigador también se propone determinar los genes que están asociados con las características adaptativas de estos insectos. "Tenemos evidencias de que hay muchos genes que contribuyen a la determinación del tamaño. Estos genes tienen variantes que lo aumentan y otros que lo disminuyen", adelanta Hasson.

  Se sabe que los rasgos que caracterizan a un individuo -lo que se de-nomina fenotipo- son el resultado de la interacción entre la herencia y el ambiente. "Sabemos cuáles son los factores ambientales que influyen en la variación de un rasgo. Tal variación tiene un componente genético, pero desconocemos la identidad de los genes individuales involucrados en determinar esos caracteres", indica el investigador.

  Así como los criadores de ganado o los que mejoran plantas de interés agronómico cruzan individuos elegidos por determinados rasgos, los investigadores seleccionaron artificialmente moscas grandes y pequeñas, moscas que se desarrollan más rápidamente y más lentamente. "Vimos que tamaño y tiempo de desarrollo no están desacoplados: si cambia uno, el otro también cambia", explica Hasson y agrega: "Estos resultados, obtenidos con Marcelo Cortese, tesista de licenciatura; Fabián Norry, investigador-docente y la tesista doctoral Romina Piccinali, serán publicados en el próximo número de Evolution". Ésta es la revista más prestigiosa en el tema.

  Mediante esas moscas que difieren mucho en tamaño y tiempo de desarrollo, los investigadores quieren identificar qué genes son los que determinan ambos caracteres, ver si los que están relacionados con la expresión del tamaño también lo están con la velocidad de desarrollo. La idea es conocer cómo se construye una mosca más grande. "Nuestro objetivo es saber si el tamaño es la mera suma de los efectos individuales de cada gen o si, por el contrario, hay interacciones que hacen que la suma de efectos individuales de cada gen no permita predecir el tamaño", indica Hasson.

  Lo interesante de estos estudios es que evidencian la potencialidad que tienen las poblaciones para adaptarse al medio. Frente a los cambios que se producen en las condiciones ambientales del planeta, debidos principalmente a la actividad humana, la extinción no parece ser la única alternativa. El material genético de las distintas especies ofrece la posibilidad de la variación y de la adaptación a los nuevos escenarios.   

(*) Centro de Divulgación Científica - SEGBE - FCEyN.

NOTICIAS | BREVIARIOS | CABLE SEMANAL | EDUCYT | EXACTAMENTE | LISTA EXACTAS
MICROSEMANARIO | OPINION | AGENDA | LIBROS Y REVISTAS | DOCUMENTOS