Los científicos creen que escuchar en las moscas de la fruta y en los humanos es notablemente similar a nivel celular, por lo que les gustaría explorar el oído de la mosca de la fruta para aprender más sobre cómo escuchan los humanos.
Pero no pueden llegar fácilmente al oído de la mosca.
La investigación dirigida por la Universidad de Iowa ha encontrado una manera de acceder a la oreja de la mosca, así como a los órganos de otros insectos, a pesar de que está protegida por una capa externa endurecida conocida como exoesqueleto. Los investigadores describen una técnica queencierra el insecto en una resina dura, similar a la forma en que algunos insectos antiguos se conservaron en ámbar. Sin embargo, a diferencia de los animales permanentemente sepultados, la nueva técnica permite a los investigadores abrir el exoesqueleto y estudiar los órganos y las células vivas.
Además de usar la técnica para estudiar la audición de la mosca de la fruta, los investigadores dicen que también se puede usar para estudiar la vista, la función cerebral y otros procesos biológicos con células vivas de los animales de prueba.
"Hemos desarrollado un procedimiento simple para abrir el exoesqueleto de los artrópodos, que expone el tejido vivo y los componentes neuronales", escriben los autores en el artículo, publicado en la revista de acceso abierto Fronteras en fisiología . "Creemos que el procedimiento será de gran valor para ayudar a revelar los secretos de los órganos sensoriales y otras células atrapadas dentro de los confines de compartimentos cuticulares muy pequeños".
El exoesqueleto de un insecto es como una combinación de huesos y piel, proporcionando una armadura de doble chapa que protege los órganos internos de depredadores, enfermedades y otras amenazas. Debido a que estos órganos también se encuentran a menudo en pequeños, difíciles deLlegar a lugares, los científicos han luchado para exponerlos de una manera que les permita ser estudiados en un estado vivo.
La oreja de la mosca de la fruta es un buen ejemplo. Está escondida en una sección de la antena de la mosca que tiene solo 80 micras de ancho, menos que el ancho de un cabello humano. El compartimento también está cubierto por una parte del exoesqueleto,exacerbando el desafío de sondear su contenido.
"El problema esencial es que las células sensoriales están metidas dentro de las antenas muy pequeñas, lo que impide que los científicos accedan a las células sensoriales", dice Alan Kay, profesor de biología de la IU y autor correspondiente del artículo.
Kay recurrió a la odontología en busca de una solución. Su padre era dentista y Kay recuerda haber estado fascinado de niño por todos los nuevos artilugios y materiales que usaba su padre. Se preguntó si podría encerrar la cabeza de la mosca en una especie de pegamento, donde se fijaría en el espacio y permanecería vivo para poder estudiar las células y los órganos.
"No hay nada como tener la topología 3-D interna detallada que está justo ahí"
Christopher Barawacz y Steven Armstrong, de la Facultad de Odontología de la UI, proporcionaron resinas para que Kay las probara. Jon Scholte y Allan Guymon, en el Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica de la UI, determinaron las propiedades químicas de las resinas.
El producto final era una resina con una consistencia similar a la miel diseñada para que una gotita envolviera la cabeza de la mosca y la mantuviera en su lugar sin adherirse a ella. Kay endureció la resina con luz para que se pudieran hacer cortes precisos para aislar unárea sin destruir las delicadas células ubicadas dentro. Los investigadores también agregaron una solución nutritiva para mantener vivos los tejidos y las células durante el corte.
A partir de ahí, la sección cortada se podría acuñar en cera y observar y sondear desde cualquier ángulo, como un espécimen vivo suspendido.
"No hay nada como tener la topología tridimensional interna detallada que está justo ahí", dice Daniel Eberl, un biólogo de la UI que estudia la audición de la mosca de la fruta y es coautor del artículo.
Los investigadores han demostrado que la técnica funciona en hormigas, mosquitos, pulgas de agua Daphnia y ácaros. Eberl y Kay planean aprovechar la técnica para aprender, por ejemplo, por qué las células dentro del oído de la mosca responden de manera diferente al exteriorestímulos
"Algunas de las células nerviosas sensoriales responden a la vibración, mientras que otras responden a la desviación simple, como ocurriría en una brisa", dice Eberl.
Estos procesos auditivos básicos, ya sea en moscas o en humanos, siguen siendo en su mayoría un misterio.
"Lo notable es que una oreja de mosca y una oreja humana se ven muy diferentes, pero hay mucha similitud en la forma en que funcionan estos órganos", dice Eberl.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Iowa . Original escrito por Richard C. Lewis. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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