Las abejas recolectoras tienen un trabajo exigente: en busca de néctar, melaza y polen, viajan permanentemente entre la colmena y el prado de flores. Su reloj circadiano les dice, entre otros, cuándo llegar a tiempo para que la planta abra sus flores y cuándo descansar porquelas posibles fuentes de alimentos están "cerradas"
El reloj circadiano también ayuda a pasar información sobre buenos sitios de alimentación a otras abejas. Debido a que los insectos dependen del sol como punto de referencia en la navegación, el reloj se usa más adelante para calcular la ruta de vuelo.
Las abejas nodrizas también hacen un trabajo muy extenuante. Esto no se debe a que estén fuera de casa, sino todo lo contrario: es el trabajo de las abejas jóvenes alimentar a las larvas viejas con una gelatina que consiste en polen y miel.- sin parar. Mientras realizan sus actividades, las abejas no siguen un ritmo de 24 horas con fases alternadas de descanso y actividad.
Publicación en Biología abierta
Un equipo internacional de científicos de Israel, Alemania y Nueva Zelanda ha investigado varias preguntas interesantes, incluyendo cómo funcionan los relojes circadianos de abejas y abejas nodrizas, qué mecanismos moleculares son responsables de sus diferentes comportamientos y cómo está estructurada la red de reloj de las abejas.
La profesora Charlotte Helfrich-Förster, Jefa del Departamento de Neurobiología y Genética del Biocentro de la Universidad de Würzburg, y su equipo de expertos en sincronización de insectos también participaron en el estudio. Los científicos publicaron sus hallazgos en la revista Biología abierta .
mala salud debido a la disfunción del reloj circadiano
"Los relojes circadianos que controlan los ritmos diarios son omnipresentes en los animales. Permiten a los organismos anticipar cambios predecibles de día y noche en su entorno", dice Charlotte Helfrich-Förster. La importancia de los relojes que funcionan correctamente se hace evidente cuando son disfuncionales,ya sea por razones genéticas o debido a factores ambientales. "Esto aumenta el riesgo de varias enfermedades como el cáncer, trastornos metabólicos, trastornos mentales, ataques cardíacos e infertilidad", explica el neurobiólogo.
Sin embargo, algunos animales, incluidos los mamíferos del Ártico, los peces de mar abierto y los insectos sociales, como las abejas melíferas, están activos durante todo el día sin efectos nocivos aparentes. Los mecanismos que permiten esta notable plasticidad natural han sido en gran medida desconocidos. El equipo de investigadores ahora fue capazpara arrojar luz sobre algunos de los misterios.
Actividad génica bajo el microscopio
"Generamos y validamos un anticuerpo nuevo y específico contra el PERIODO de la proteína del reloj de la abeja Apis mellifera y lo usamos para caracterizar la red circadiana en el cerebro de la abeja", Charlotte Helfrich-Förster describe su enfoque. El anticuerpo muestra la distribución espacialde la red de reloj; su concentración permite sacar conclusiones sobre la actividad de los genes responsables del reloj.
Un resultado: descubrieron que la abeja comparte varias características con la mosca de la fruta Drosophila melanogaster y otros insectos. "Esto sugiere principios comunes de organización anatómica en el reloj de insectos que no se habían apreciado antes", dice Helfrich-Förster.
En el siguiente paso, los investigadores midieron la concentración de la proteína PERIODO en el cerebro de las abejas durante 24 horas para determinar el patrón de actividad temporal de los relojes circadianos. Como era de esperar, las abejas recolectoras que siguen un ciclo día-noche exhibieron un fuerte ritmooscilaciones durante todo el día. Sin embargo, los investigadores se sorprendieron al descubrir que las enfermeras activas las 24 horas del día tenían el mismo ritmo en la concentración de proteínas que los recolectores. Esto respalda la hipótesis de que su reloj circadiano también está funcionando.tanto más sorprendente como los experimentos previos realizados por el grupo israelí habían demostrado que falta este ritmo a nivel genético.
"Cuando los animales exhiben patrones de comportamiento que dependen de la hora del día, esto generalmente se asocia con cambios en la expresión del gen del reloj", dice Charlotte Helfrich-Förster. En consecuencia, la concentración de ARN mensajero de estos genes tendría que variar. Peroeste no fue el caso: "Las mediciones del grupo israelí no habían revelado ninguna oscilación notablemente atenuada de la concentración de ARN mensajero de estos genes en las abejas nodrizas. Es por eso que asumimos que su reloj circadiano está parado", dijeron los científicos.más lejos.
Ahora esto ha resultado ser falso. El reloj circadiano de las abejas nodrizas funciona a nivel de proteínas y está excelentemente sincronizado con el ritmo día-noche por estímulos externos.
Un reloj funcional es crucial
Este hallazgo coincide con otras observaciones en la abeja melífera. En consecuencia, las enfermeras arrítmicas que están aisladas de su colmena cambian rápidamente a la actividad con ritmos circadianos. Probablemente esto solo sea posible porque más de 160 marcapasos potenciales oscilan en el cerebro de la enfermera en 24 horasRitmo de todos modos más de 540 en los forrajeros que sustenta un impacto circadiano en muchos procesos en su cerebro.
"Estos hallazgos en las abejas nodrizas demuestran que los patrones de actividad de los animales se pueden desacoplar de la red circadiana", Charlotte Helfrich-Förster explica el resultado central del estudio. Al mismo tiempo, respaldan la hipótesis de que un circadiano funcionanteel reloj es necesario, incluso en animales que están activos las 24 horas en un entorno físico constante.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Würzburg . Original escrito por Gunnar Bartsch. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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