viernes, 13 de julio de 2007

Nuevos datos geneticos sobre el desarrollo de las extremidades

Polyodon spathula. Foto de M.C. Davis

Antes de que entrasen en escena los animales con extremidades (los tetrápodos), hace aproximadamente 365 millones de años, los peces ya poseían los genes asociados con los sistemas necesarios para ayudar a hacer crecer manos y pies (autópodos), según un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Chicago.

Este hallazgo derriba una teoría sostenida durante muchos años que plantea que la adquisición de extremidades fue un evento evolutivo nuevo, que requirió de los descendientes de los peces de aleta lobulada una drástica alteración de sus genes para adaptar sus cuerpos al nuevo entorno de arroyos y pantanos.

El estudio muestra que el aparato genético y del desarrollo que construye las extremidades con dedos ya se había desarrollado mucho antes de la adquisición de las extremidades, según los científicos, y que este aparato existe en forma primitiva en un osteictio (pez con huesos o espinas), el Polyodon spathula, un "fósil viviente".

Foto The University of Chicago Medical CenterEn lugar de emplear al pez cebra, el modelo de preferencia para los estudios de laboratorio sobre el desarrollo, los científicos emplearon al Polyodon spathula como un representante de un ancestro más primitivo. A diferencia de las aletas simples del pez cebra, el Polyodon spathula tiene un elaborado patrón esquelético de aleta, similar al visto en otros vertebrados primitivos.

La aleta del Polyodon spathula se parece a la del pez cebra. El ordenamiento interior es el mismo, pero la parte trasera de la aleta del Polyodon spathula tiene elementos más largos. La teoría aceptada hasta el momento por los científicos ha sido que el patrón de expresión del gen Hox visto en el pez cebra representa la condición primitiva para las aletas en cualquier vertebrado, y que en el grupo que condujo a los tetrápodos, la evolución trabajó sobre la expresión de este gen Hox añadiendo una segunda fase e incorporándola al patrón esquelético.

Los científicos estudiaron el desarrollo de las aletas de Polyodon spathula para comprobar si los genes activados para formar manos y pies en los tetrápodos eran diferentes de los genes activados para hacer aletas de peces. Los investigadores (Marcus Davis, Randall Dahn, Neil Shubin) han refutado la teoría convencional. Prestaron especial atención a los genes Hox (que desempeñan un papel vital en el desarrollo de las extremidades) en las aletas pectorales del Polyodon spathula.

Para rastrear en qué lugar de la aleta están activos los genes Hox, el equipo insertó marcadores moleculares y averiguó que el patrón de actividad tiene similitudes con los patrones de estos mismos genes en las extremidades de los tetrápodos.

Los tetrápodos tienen una segunda fase de expresión de los genes Hox que se manifiesta en una etapa posterior del desarrollo. Durante esta segunda etapa, se desarrollan las manos y los pies. Aunque no se conoce esta segunda fase en el pez cebra, los científicos sí la encontraron en el Polyodon spathula, lo cual revela que un patrón de actividad genética que hasta el momento se consideraba exclusivo de los vertebrados con manos y pies, es de hecho mucho más primitivo.

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