Para una especie de pez africano pequeño, un macho dominante colorido se desempeña mejor en la vida, ganando acceso a alimentos y hembras. Una nueva investigación realizada por biólogos de Stanford sugiere que este resultado afortunado está regulado a nivel genético, activando y desactivando genes.
La gente generalmente piensa que nuestro código genético, y por lo tanto los patrones de expresión de nuestros genes, está fijo a lo largo de la vida. De hecho, esto es cierto en algunos casos, como el color de los ojos, una característica que está determinada por la expresión genética en las primeras etapas del desarrollo. Sin embargo,, los científicos han descubierto recientemente que la regulación genética también puede ocurrir de manera continua a través de procesos epigenéticos, con el potencial de cambiar el comportamiento a lo largo de la vida.
A través de la epigenética, la expresión génica se puede activar y desactivar como un interruptor de luz a través de varios mecanismos. A través de uno de estos mecanismos llamado metilación del ADN, se agregan moléculas de metilo a los genes, evitando que se expresen.
en un estudio publicado en PLoS ONE , investigadores de Stanford informan que el estatus social en los peces cíclidos puede estar regulado por la metilación del ADN.
"Las diferencias de estado existen en todos los organismos sociales", dijo Russell Fernald, profesor de biología en la Universidad de Stanford y autor principal del estudio. "Nuestro trabajo revela cómo el estado de dominancia social se regula posiblemente a través de la metilación, lo cual es importante porque los individuos con niveles más altos derango generalmente disfruta de mejor salud y calidad de vida. "
una demostración de dominio social
En 2004, un estudio realizado por investigadores de la Universidad McGill mostró que el comportamiento de crianza de las ratas madres afectó a sus crías. Los cachorros que fueron criados más crecieron para estar menos estresados cuando eran adultos, mientras que los cachorros que recibieron menos cuidados crecieron con tendencias más ansiosas. Esta diferencia fue causada por la metilación de un gen para un receptor de estrés, explicó Fernald, profesor de Biología Humana Benjamin Scott Crocker. Investigaciones posteriores han revelado otros ejemplos a través de los cuales la epigenética puede alterar nuestros patrones de expresión génica por experiencias durante nuestras vidas.
Fernald estudia Astatotilapia burtoni, una de las cientos de especies de peces cíclidos que habitan el lago Tanganica en África oriental, debido a las formas únicas en que han evolucionado a lo largo del tiempo. Para el macho A. burtoni, el dominio lo es todo. Con frecuencia luchan por el territorio, conel vencedor obtiene acceso a los dos recursos más importantes: la comida y las mujeres.
Con escamas de colores brillantes del arco iris, los machos de alto rango defienden agresivamente sus zonas de alimentación y atraen a las hembras a su territorio para que cenen en materia en descomposición en el lecho del lago. En contraste, los machos de bajo rango, que son de color gris apagado, comprenden80 por ciento de la población, pero no puede reproducirse y debe nadar con las hembras para tener acceso a la comida.
Pero incluso los machos dominantes deben engañar a las hembras para que se apareen. Esto es complicado, ya que A. burtoni son criadoras bucales. Después de poner los huevos en la arena, la hembra los recoge con la boca para criarlos hasta la eclosión, lo que planteaun desafío logístico para la fertilización. La ingeniosa solución evolutiva a este dilema es una versión del sexo oral.
El macho dominante muestra su aleta anal, que está adornada con manchas que parecen huevos enormes, y que están entrelazadas con esperma. Cuando la hembra ve esas manchas, va tras la aleta anal del macho como si tratara de recolectar algunos huevos.cayó, recolectando esperma en el proceso y fertilizando los óvulos en su boca.
"En esta especie, solo los machos machos logran aparearse y los machos no dominantes no pueden reproducirse, por lo que hay mucho en juego", dijo Fernald.
Cambio de estatus social
Pero es posible cierta movilidad social. Debido a que los llamativos machos dominantes son más vulnerables a la depredación, cada vez que un pez jefe desaparece, se produce una batalla importante en la que los machos no dominantes luchan por apoderarse del territorio vacante. El ganador asciende luego al estado dominanteresultando en una asombrosa serie de cambios fisiológicos, incluido el recableado de partes del cerebro, como informó previamente el grupo de Fernald.
Dada la importancia del estatus, Fernald se preguntó si estos cambios dramáticos fueron impulsados por la expresión genética.
"Si alteramos la expresión genética a través de cambios en la metilación, ¿podríamos influir en el cambio en el dominio social?", Preguntó.
Con un estudiante de posgrado, Kapa Lenkov, Fernald probó esto directamente en cíclidos criados en su laboratorio de Stanford. Se colocaron varias parejas de machos no dominantes del mismo tamaño en un acuario que solo podía soportar un territorio. En cada pareja, unaal macho se le inyectó un agente metilante mientras que el otro recibió un supresor de metilación, y los dos peces lucharon por el dominio.
"Pudimos ver el cambio de comportamiento en cuestión de minutos, ya que un animal comenzó a dominar al otro", dijo Fernald. Los videos de estas confrontaciones mostraron que los peces inyectados con el agente metilante tenían muchas más probabilidades de ser los ganadores., mientras que aquellos que recibieron el supresor de metilación generalmente perdieron la lucha por el dominio.
"Fue notable que pudiéramos determinar qué peces se volvieron dominantes cambiando el rango de genes expresados en este contexto", dijo.
El trabajo de Fernald sugiere que los procesos epigenéticos pueden causar, en lugar de simplemente reflejar, cambios en el estado de dominancia en especies organizadas jerárquicamente, dijo Tom Boyce, profesor de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Francisco, que no participó en el estudio..
"Esto tiene implicaciones para los humanos y primates no humanos, ya que el comportamiento jerárquico y las relaciones de dominio social aparecen temprano en la vida y siguen siendo importantes a lo largo de la vida", dijo Boyce.
"La metilación del ADN es potencialmente una forma a través de la cual se regula el dominio social en muchos organismos sociales, incluidas las personas", dijo Fernald. "El siguiente paso será identificar qué genes responden a la metilación para causar este cambio en el dominio".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Bethany Augliere. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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