Petirrojo marino del norte (prionuto carolinus) corre por la arena sobre sus seis patas, que también utiliza como palas y órganos sensoriales.Crédito: Annick Grierson
Este pez tiene patas, pero no son sólo para caminar. Los científicos han descubierto que el petirrojo marino del norte (prionuto carolinus) usa sus extremidades para moverse en el fondo del océano y Para saborear el fondo del mar Para presas enterradas.
La investigación también reveló pistas sobre cómo hacer esto. carolinus Reutilizó sus apéndices como órganos sensoriales a lo largo de su evolución. El análisis genómico reveló la historia evolutiva de las patas de la familia más amplia de los petirrojos marinos (Triglidae). Los resultados se describen en dos artículos.1,2 Publicado hoy en Biología actual.
Pescado diferente
Los camarones de mar tienen ojos saltones como los de una rana, aletas que se asemejan a las alas de un pájaro y seis patas que se parecen a las de un cangrejo. “Es el pez más extraño y sorprendente que he visto en mi vida”, dice. El biólogo del desarrollo David Kingsley En la Universidad de Stanford en California, que estudia animales.
Los investigadores lo saben desde hace mucho tiempo. carolinusSus piernas tienen habilidades sensoriales especiales.3,4. El biólogo molecular Nicolás Belluno En la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, las habilidades de caza sobrenaturales de los camarones de mar son tan efectivas que otros peces los siguen con la esperanza de obtener restos de comida. Se sabe que las seis patas del pez están cubiertas de pequeñas protuberancias que se asemejan a papilas gustativas. Pero los científicos no han investigado en detalle los orígenes de las capacidades animales hasta ahora.
La habilidad del petirrojo del norte para encontrar comida atrae a grupos de intrusos.Crédito: Annick Grierson
Belluno se propuso cambiar eso y finalmente unió fuerzas con Kingsley y su grupo. Los investigadores colocaron al pez en un tanque que contenía mejillones y cápsulas de aminoácidos, todos los cuales fueron enterrados bajo sedimento. Los peces pueden encontrar y desenterrar estos objetos con sus patas en forma de pala. Una mirada más cercana a estas protuberancias, conocidas como papilas, reveló moléculas receptoras del gusto, El cual encontraron los investigadores está especializado en detectar aminoácidos y sustancias químicas producidas por organismos de las profundidades marinas.
Pero el descubrimiento más interesante se produjo después de que los investigadores repusieran su reserva de petirrojos marinos. Estos peces no pudieron encontrar la comida enterrada y los investigadores se dieron cuenta de que accidentalmente habían terminado con una especie diferente, de patas largas: pag. Aviación. Las patas de esta especie eran más estrechas y no contenían papilas, lo que sugiere que las patas y la capacidad de saborear habían evolucionado por separado.
Los científicos compararon los genomas de 13 especies de petirrojos marinos de todo el mundo y dibujaron un árbol genealógico evolutivo. Esto demostró que las piernas para caminar evolucionaron primero. Los órganos sensoriales de las piernas de algunas especies evolucionaron más tarde.
Gen de pierna larga
Después de examinar los genes activos en los apéndices de los animales, los investigadores se centraron en un gen llamado tbx3a. Los experimentos demostraron que desempeña un papel en la formación de una pata donde otros peces tienen una aleta. Cuando los investigadores utilizaron la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 para realizar mutaciones tbx3a en algunos carolinusEl pez perdió sus papilas y su capacidad de buscar alimento.
tbx3a Codifica un tipo de proteína conocida como factor de transcripción. Un único factor de transcripción suele regular la actividad de un grupo de genes, lo que le permite ejercer amplios efectos. Belluno y Kingsley dicen que es obvio tbx3a Desempeña un papel en el desarrollo del tallo y la percepción del gusto. Pero los científicos añaden que aún no saben qué mutación la provocó. tbx3a Actividad para cambiar de especie con patas sensoriales o cómo crear nuevas habilidades para los peces. Una vez que comprendan esto, dice Kingsley, los investigadores podrán usarlo teóricamente. Edición del genoma CRISPR Poner patas y órganos sensoriales a diferentes peces.
“Estos son resultados realmente fascinantes e importantes”, dice Thomas Wenger, biólogo celular y del desarrollo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado en Aurora. Le sorprendió ver que algunas especies carecían de la capacidad de detectar sustancias químicas, pero dice que el estudio demostró efectivamente cómo esta capacidad parece haber evolucionado modificando un conjunto de genes existente para formar un nuevo rasgo.