Los primeros mamíferos evolucionaron en un estallido durante el período Jurásico, adaptando un estilo de vida nocturno cuando los dinosaurios fueron el depredador dominante durante el día. La forma en que estos primeros mamíferos desarrollaron la visión nocturna para encontrar comida y sobrevivir ha sido un misterio, pero un nuevo estudio publicado el 20 de junio en Célula del desarrollo sugiere que las varillas en el ojo de los mamíferos, extremadamente sensibles a la luz, se desarrollaron a partir de células cónicas detectoras de color durante este tiempo para darles a los mamíferos una ventaja en condiciones de poca luz.
Las células de cono están especializadas para ciertas longitudes de onda de luz para ayudar a los animales a detectar el color, mientras que los bastones pueden detectar incluso un solo fotón y están especializados para la visión con poca luz ". La mayoría de los mamíferos tienen retinas dominantes de bastón, pero si se observapeces, ranas o pájaros, la gran mayoría está dominada por los conos, por lo que la pregunta evolutiva siempre ha sido, '¿Qué pasó?' ", dice Anand Swaroop, un biólogo de retina en el Instituto Nacional del Ojo, parte de los Institutos Nacionales de Salud"Hemos estado trabajando durante mucho tiempo para comprender los mecanismos fundamentales detrás del desarrollo de la barra y el cono".
El trabajo previo realizado por Swaroop y sus colegas mostró que un factor de transcripción llamado NRL empuja las células en la retina hacia la maduración en bastones al suprimir los genes involucrados en el desarrollo del cono. "Comenzamos a preguntarnos si, de alguna manera, los conos de longitud de onda corta se convirtieronen barras durante la evolución ", dice Swaroop.
Para investigar el origen de las varillas en los mamíferos, Swaroop y su equipo examinaron las células de varilla y cono tomadas de ratones en diferentes etapas de desarrollo. Los detalles del desarrollo embrionario de un organismo a menudo revelan rasgos portados por sus antepasados evolutivos; considere, por ejemplo, cómoLos embriones humanos desarrollan inicialmente hendiduras branquiales y una cola.
Los investigadores vieron que en las primeras etapas, dos días después del nacimiento de los ratones, el desarrollo de células de barra expresaba genes que normalmente se ven en conos maduros de onda corta que se usan en otros animales para detectar la luz ultravioleta. Cuando los investigadores examinaron la epigenéticade células de varilla purificadas de ratones, vieron que estos aspectos se reprimían por metilaciones de histonas y ADN más tarde en el desarrollo, diez días después del nacimiento de los ratones.
En el pez cebra, que es diurno y dominado por un cono, otro conjunto de experimentos mostró que las células de los bastones no se parecían en absoluto a los conos. Para investigar cuándo podrían haberse originado los elementos mamíferos que convierten los conos en bastones, los investigadores revisaron las secuencias genómicasde una variedad de animales vertebrados. El equipo descubrió que los genes responsables de la regulación de NRL se volvieron más refinados en los mamíferos placentarios a medida que la retina moderna evolucionó y se perdieron en varios grupos no mamíferos. El origen de este sistema regulador parecía coincidircon la evolución de la nocturnaidad en los primeros mamíferos.
El equipo concluyó que en los mamíferos, el factor de transcripción NRL se restringió a los fotorreceptores en el ojo, obligando a las células a cambiar de conos a bastones y dando a los primeros mamíferos la ventaja que necesitaban para adoptar un estilo de vida nocturno activo.intuitivamente, los humanos dependen más de los conos para nuestra visión, pero eso se debe a que nuestros antepasados más tarde evolucionaron para aprovechar las horas del día nuevamente.
"Estos fotorreceptores de barra retienen la huella molecular de los conos de longitud de onda corta", dice Swaroop. "Hemos proporcionado evidencia de que al adquirir los elementos reguladores para NRL para cambiar los conos de longitud de onda corta en barras, los primeros mamíferos cambiaron un tipo de céluladesde capturar la luz ultravioleta, que no es necesaria por la noche, hasta algo que es extremadamente sensible a la luz ".
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