¿Qué tienen en común los antiguos exploradores marineros y las moscas de la fruta? Los investigadores de Caltech han descubierto que, al igual que los navegantes náuticos de las viejas, las moscas de la fruta usan señales celestiales como el sol para navegar en línea recta.
La investigación se describe en un artículo que aparece en línea el 30 de agosto en la revista Biología actual . El trabajo se realizó en el laboratorio de Michael Dickinson, Esther M. y Abe M. Zarem Profesor de Bioingeniería y Aeronáutica. Dickinson es un miembro afiliado del Instituto de Neurociencia Tianqiao y Chrissy Chen en Caltech.
Imagine que está caminando solo por un vasto desierto: el paisaje es árido y el sol está ardiendo. No hay puntos de referencia que lo guíen, pero ir accidentalmente en círculos podría significar la muerte. Cualquiera sea la dirección que elija, debe estarcapaz de ir derecho.
Este es el enigma de Drosophila , la mosca común de la fruta, en el desierto. Hace casi 40 años, un estudio encontró que las moscas de la fruta pueden volar hasta nueve millas en una noche en busca de comida y agua. ¿Cómo pueden estos pequeños insectos navegar tan largas distancias??
"Para las moscas que cruzan un territorio inhóspito, volar en círculos sería realmente peligroso, es menos probable que encuentren comida o agua", dice la académica postdoctoral Ysabel Giraldo, la primera autora del estudio. "Sorprendentemente, las moscas de la fruta son estacionales"que se encuentran en ambientes como el desierto de Mojave. Deben llegar desde algún lugar y, una vez allí, deben descubrir cómo moverse ".
Giraldo y sus colaboradores descubrieron que las moscas de la fruta navegan usando el sol como punto de referencia. Los investigadores colocaron moscas en un "simulador de vuelo", una especie de realidad virtual donde se mantienen en su lugar pero aún pueden mover sus alas en respuesta aestímulo visual. Los investigadores descubrieron que una mosca fijará un punto pequeño y brillante el sol simulado en una posición dentro de su campo de visión y volará directamente con respecto a esa posición. Cuando el equipo eliminó este punto de referencia y lo reintrodujo unas horasluego, la misma mosca podía recordar y adoptar su orientación o rumbo anterior. Cada mosca que probaron seleccionó un rumbo diferente, lo que sugiere que, en condiciones naturales, las moscas en un grupo se dispersarían en muchas direcciones.
"Fue un poco sorprendente encontrar que las mismas pequeñas moscas molestas que revolotean alrededor de fruteros y copas de vino tienen la capacidad de navegar por muchas millas usando el sol", dice Dickinson.
La investigación también muestra que estas moscas tienen las llamadas neuronas de la brújula en sus cerebros que parecen estar asociadas con este comportamiento de navegación. El silenciamiento genético de estas neuronas que las hace incapaces de funcionar eliminó la capacidad de una mosca para crear un rumbo basado en elSol. En cambio, la mosca adoptó un comportamiento más simple y reflexivo de volar directamente hacia la luz. Utilizando herramientas genéticas, Giraldo y su equipo también pudieron modificar estas neuronas para que fluorescentes de acuerdo con los niveles de actividad de las neuronas. Luego,Al hacer un agujero muy pequeño en la cabeza de la mosca y usar un microscopio potente, los investigadores pudieron observar la actividad neuronal mientras la mosca estaba en el simulador.
"Los insectos han estado navegando durante muchos millones de años, por lo que pensamos en esto como un juego de herramientas muy antiguo", dice Giraldo. "Sabemos bastante sobre la navegación en otros insectos como las mariposas monarca y las langostas, insectos que migran estacionalmentelos comportamientos son notables o nos afectan directamente. Aunque se sabe relativamente poco sobre cómo navegan y se dispersan las moscas de la fruta, la disponibilidad de herramientas genéticas para Drosophila los convierte en un sistema poderoso para comprender los mecanismos subyacentes al comportamiento. De hecho, debido a la anatomía o arquitectura de Drosophila el cerebro es muy similar al cerebro de estos otros insectos, lo que aprendemos de las moscas de la fruta es probable que sea relevante para ellos "
Los siguientes pasos para esta investigación, según Giraldo, son multifacéticos.
"Hay varias direcciones diferentes que podemos seguir con este trabajo", dice ella. "Por ejemplo, sabemos que las neuronas de la brújula deben ser una parte de un circuito de navegación más complejo, y nos gustaría explorar ese circuito. Silas moscas recuerdan su rumbo con el tiempo, ¿cómo lo hacen? También estamos examinando si hay diferencias estacionales en los patrones de navegación al tomar moscas que son genéticamente idénticas y criarlas a diferentes temperaturas y longitudes de día. ¿La condición de cría causa un comportamiento?diferencias? Está relacionado con la pregunta de cómo y por qué las moscas llegan a entornos inhóspitos en varias épocas del año ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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