Aquí está cómo los martines pescadores de buceo de alta velocidad pueden evitar las conmociones cerebrales.

07 Noviembre 2023 2493
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Las modificaciones genéticas en los martines pescadores podrían ayudar a amortiguar el impacto cuando estas aves se sumergen de cabeza en el agua para atrapar peces.

Un análisis del libro de instrucciones genético de algunos martines pescadores buceadores identificó cambios en genes relacionados con la función cerebral, así como el desarrollo de la retina y los vasos sanguíneos, que podrían proteger contra daños durante las inmersiones, informan los investigadores el 24 de octubre en Communications Biology. Los resultados sugieren que las diferentes especies de martines pescadores buceadores pueden haberse adaptado para sobrevivir a sus inmersiones sin problemas de la misma manera, pero aún no está claro cómo los cambios genéticos protegen a las aves.

Al alcanzar velocidades de hasta 40 kilómetros por hora, las inmersiones de los martines pescadores ejercen una enorme presión potencialmente dañina en las cabezas, picos y cerebros de las aves. Las aves se sumergen repetidamente, golpeando sus cabezas contra el agua de formas que podrían provocar conmociones cerebrales en los humanos, dice Shannon Hackett, una bióloga evolutiva y conservadora del Museo Field en Chicago. "Así que debe haber algo que los proteja de las terribles consecuencias de golpear repetidamente sus cabezas contra un sustrato duro".

Hackett comenzó a interesarse en cómo las aves protegen sus cerebros mientras trabajaba con el equipo de hockey de su hijo y comenzó a preocuparse por el efecto de los golpes repetidos en el cerebro humano. Alrededor del mismo tiempo, el biólogo evolutivo Chad Eliason se unió al museo para estudiar los martines pescadores y su comportamiento de buceo.

En el nuevo estudio, Hackett, Eliason y sus colegas analizaron el genoma completo de 30 especies de martines pescadores, algunas que se sumergen y otras que no, a partir de especímenes congelados y almacenados en el museo. Las aves conservadas provenían de todo el mundo; algunas especies buceadoras provenían de áreas continentales y otras de islas y habían evolucionado para bucear de manera independiente en lugar de descender de un ancestro buceador. El equipo quería saber si las diferentes especies buceadoras habían desarrollado cambios genéticos similares para llegar a los mismos comportamientos. Muchas especies de martines pescadores han desarrollado este comportamiento, pero no estaba claro si esto se debía a convergencia genética, similar a cómo muchas especies de aves han perdido su capacidad de vuelo o cómo los murciélagos y los delfines desarrollaron independientemente la ecolocación.

Estudios anteriores habían encontrado convergencia en la forma del pico, haciendo que los martines pescadores buceadores tengan picos largos y puntiagudos, lo que les permitiría sumergirse de manera más efectiva en el agua. "¿Adaptan todos [al buceo] de la misma manera con sus picos, su cerebro ... y con sus genes?" se preguntaba Hackett.

El análisis reveló evidencia de 93 genes modificados que parecían indicar convergencia genética. De esos, uno se destacó: fue un ajuste en un gen que contiene las instrucciones para fabricar la proteína tau, que, cuando funciona normalmente, ayuda a estabilizar la estructura de las células y podría ser un cambio que ayude a las aves a adaptarse al buceo, sugiere el equipo.

En los seres humanos, la tau ha estado implicada en enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer y se acumula en cúmulos en el tejido cerebral de las personas que han sufrido múltiples conmociones cerebrales. "Es una hipótesis muy interesante que la misma proteína [tau] se haya reutilizado para mitigar estos impactos fuertes" en los martines pescadores, dice Tim Sackton, un genetista de la Universidad de Harvard que no participó en el estudio.

Pero, dice, el tipo de análisis genético realizado en el estudio es complicado. Algunos de los genes convergentes identificados podrían ser debido a la casualidad y no estar relacionados con la evolución del comportamiento de buceo. Se justifican estudios más profundos para identificar qué cambios genéticos son relevantes para el comportamiento de buceo.

Los siguientes pasos son probar qué hacen estas mutaciones genéticas y las proteínas resultantes, especialmente la tau, en los martines pescadores y cómo las diferencias genéticas en las especies buceadoras podrían protegerlas. Si estudios similares brindan información sobre cómo las aves protegen sus cerebros, los resultados podrían aplicarse posiblemente al desarrollo de estrategias de protección contra conmociones cerebrales y lesiones cerebrales en los humanos. Pero eso está en el futuro lejano.

"Tenemos un largo camino por recorrer entre entender cómo el genotipo y todas sus modificaciones se convierten en lo que vemos en el mundo natural", dice Hackett. "Apenas estamos comenzando a hacer esas preguntas".

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