Cuando era un niño que crecía en México, Carlos Santibanez-López temía a los escorpiones que a menudo decoraban las paredes y los techos de su hogar en busca de un lugar cálido con mucha comida.
Entonces, cuando un proyecto universitario lo envió a recolectar escorpiones por la noche usando una luz negra, decidió enfrentar su doble temor a los escorpiones y la oscuridad.
"Y lo hice y me encantó", dice Santibanez-López, investigador postdoctoral en la Universidad de Wisconsin-Madison. "Cuando ves un escorpión brillando bajo una luz negra, es increíble. Me enganché al instante".
Cuando comenzó a estudiar escorpiones en profundidad, Santibáñez-López se enteró de que el árbol genealógico de los escorpiones era un desastre enredado. Los científicos concentraron su trabajo en un puñado de especies peligrosas para los humanos, a menudo descuidando la diversidad completa de unas 2.400 especies de escorpionesY los planes corporales notablemente similares de los escorpiones, normalmente la forma de distinguir las especies entre sí, confunden aún más las cosas.
En un nuevo trabajo con Prashant Sharma, profesor de biología integrativa de UW-Madison, Santibanez-Lopez ha hecho un nuevo intento de desenredar el árbol genealógico del escorpión utilizando no la forma y la estructura de los cuerpos de los arácnidos, sino la forma de su veneno.
Al predecir la forma tridimensional adoptada por las moléculas de veneno de docenas de especies de escorpiones, Santibanez-Lopez y Sharma han identificado una división que se remonta al ancestro común de los escorpiones de hoy. Una rama adoptó un veneno ligeramente más estrecho. La otra ramael veneno es más redondo. Las distintas formas también subyacen a la función del veneno: cada forma tiene sus propios objetivos moleculares en la presa.
Es la primera vez que se utiliza la forma de las moléculas en lugar de la anatomía para organizar las relaciones evolutivas, lo que sugiere nuevas formas de desenredar los numerosos y complicados árboles genealógicos que se encuentran en la naturaleza.
El trabajo se publica el 14 de noviembre en la revista PeerJ . Sharma y Santibáñez-López colaboraron con investigadores del Departamento de Botánica de la UW-Madison y de la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte.
Los investigadores utilizaron secuencias genómicas de 55 especies de escorpiones y más de 3.000 genes para construir un árbol genealógico preliminar. El árbol recreó los principales hallazgos del trabajo realizado por Sharma en 2015, que muestra dos ramas principales derivadas del ancestro común de los escorpiones de hoy:Buthida y la Iurida.
Pero las secuencias genómicas nunca cuentan toda la historia. Otras características, generalmente estructuras anatómicas, pueden ayudar a determinar si el ADN está diciendo la verdad.
"Una de las cosas que nos faltaba para sostener el árbol era algo morfológico", dice Sharma. "Pero los escorpiones básicamente se ven iguales. A menudo se los conoce como 'fósiles vivos' por lo poco que han cambiado".desde que evolucionaron por primera vez "
Así que Santibanez-Lopez y Sharma recurrieron al veneno de los escorpiones, una de las características definitorias de los arácnidos. Utilizando la estructura conocida de una molécula de veneno de escorpión como andamio, los investigadores predijeron las formas de 41 venenos diferentes de toda la familia de escorpionesárbol.
Descubrieron que el veneno de Iurida se parecía a una pieza de rompecabezas tridimensional, mientras que el veneno de Buthida era mucho más esférico. Estas formas distintas apoyaban y recreaban el árbol genealógico desarrollado a partir de secuencias genómicas, proporcionando una base física que la anatomía indistinguible dellos escorpiones simplemente no podían.
"Estamos aplicando técnicas desarrolladas para datos anatómicos y reduciéndolos al nivel molecular", dice Sharma.
Los investigadores también encontraron que estos venenos han cambiado extraordinariamente poco a lo largo de los eones, unos 300 millones de años de evolución. Este conservadurismo es evidencia de que la forma del veneno ha sido limitada por la consistencia de los objetivos moleculares en su presa, donde el veneno se rompecélulas nerviosas.
Debido a que la forma del veneno transporta información sobre su función en la presa, Santibanez-Lopez y Sharma creen que enfoques similares podrían ayudar a predecir cuánta amenaza representa una especie en particular para los humanos, lo que podría vencer al doloroso mundo real de Santibanez-Lopezexperiencia que separa las picaduras leves de las graves.
"Sabes cuáles puedes manejar con tus manos", dice.
Este trabajo fue apoyado en parte por la subvención de la Fundación Nacional de Ciencias IOS-1552610; y por la subvención CONACYT reg. 207146/454834.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Eric Hamilton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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