Las especies vivas de papá patas largas tienen dos pares adicionales de ojos no desarrollados como embriones

Las especies vivas de papá patas largas tienen dos pares adicionales de ojos no desarrollados como embriones

Las especies vivas de papá patas largas tienen dos pares adicionales de ojos no desarrollados como embriones

Bajo el microscopio, la cabeza de Daddy Longlegs brilla en magenta donde se forman sus ojos modernos. Las opsinas que se muestran en verde indican que existieron dos ojos vestigiales adicionales en una etapa anterior de la evolución animal. Crédito: Guilherme Guinet

Si bien algunas personas pueden asociar primero las patas largas de papá con sus piernas largas, los investigadores Guilherme Guinet y Prashant Sharma se centraron específicamente en los ojos de los arácnidos. En su artículo publicado la semana pasada en la revista Biología actualLos investigadores han descubierto que una especie viva de papá de patas largas tiene dos ojos extra subdesarrollados como embriones, lo que sugiere que divergieron antes en el árbol evolutivo de lo que los científicos habían creído.

La pista de este descubrimiento inesperado estaba escondida bajo el microscopio, junto a las piernas en desarrollo de Daddy Longlegs.

«No podía creer lo que veía. Fue uno de esos pequeños momentos que suceden en la ciencia cuando ves algo que nadie más ha visto nunca y te emocionas mucho», recuerda Guinet, ahora investigador postdoctoral en el Boston Children’s . Hospital y Escuela de Medicina de Harvard.

Lo que Guinet estaba mirando eran opsinas, proteínas visuales importantes para la estructura de los órganos visuales y la mecánica de la visión. Encontrar estas opsinas agrupadas en los embriones sugirió a los investigadores que eran ojos vestigiales, restos estructurales que podrían convertirse en dos ojos funcionales con lentes adicionales en otra etapa de la evolución.

Un conjunto es lateral, ubicado en el costado de la cabeza al lado del par de patas delanteras, mientras que el otro es el conjunto medial, ubicado frente a los ojos que hoy son visibles en la parte frontal de la cabeza. Guinet y Sharma encontraron evidencia de que estos órganos están conectados a la parte del cerebro que procesa la visión.

Hasta ahora se creía que los papás de patas largas de hoy tienen un solo ojo central, ubicado en la parte superior de la cabeza. Aunque un espécimen fosilizado de una versión más antigua del arácnido encontrado en 2014 tenía ojos laterales adicionales en el costado de la cabeza, el nuevo estudio es el primero en mostrar evidencia de más de un par de ojos en una especie viva de patas largas. .

Los órganos vestigiales han interesado a los científicos desde que Charles Darwin comenzó a discutir sus ideas sobre la evolución.

«Dejan estas huellas en la escena del crimen de lo que ocurrió en la transición de una morfología a otra en diferentes grupos», dice Guinet.

Los órganos vestigiales son importantes porque pueden vincular rasgos antiguos y modernos de una especie, lo que nos permite rastrear el proceso evolutivo a través del cual una especie gana o, como en este caso, pierde características con el tiempo. Curiosamente, la posición de los ojos vestigiales encontrados en los papis de patas largas vivos es similar a la reportada en especímenes fósiles.

Las especies vivas de papá patas largas tienen dos pares adicionales de ojos no desarrollados como embriones

Cada línea de la imagen de arriba ilustra la cabeza de un solo embrión en las etapas de desarrollo de la formación del ojo. El magenta, el amarillo y el verde marcan la expresión de tres genes diferentes que codifican la visión. La primera columna es la combinación para mostrar los tres genes al mismo tiempo. Foto de : Guilherme Guinet

Diferentes ojos tienen diferentes funciones, explicó Guinet. Los ojos centrales suelen tener buena agudeza visual, por lo que son buenos para formar imágenes nítidas en algunos arácnidos. Los ojos laterales generalmente son útiles para detectar movimiento y luz, no tanto para producir imágenes claras, lo que los hace útiles en condiciones de poca luz.

Pero debido a que los ojos laterales que Guinet encontró en los embriones de papá de patas largas carecen de lentes, no procesan la información visual en imágenes como lo hacen los ojos completamente desarrollados. En cambio, Guinet y Sharma creen que estos ojos están captando información más general para ayudar al arácnido a distinguir entre la luz y la oscuridad.

Una vez que descubrieron las opsinas vestigiales, Gannett y Sharma comenzaron a preguntarse por qué y cómo los antepasados ​​de Daddy Longlegs perdieron dos pares de ojos. Es difícil saber si las condiciones ambientales podrían desempeñar un papel, por lo que observaron las condiciones genéticas y de desarrollo que conducen a diferentes tipos de ojos.

Guinet y Sharma estudiaron un conjunto de genes que señalan el desarrollo de los ojos arácnidos.

«Algunos de estos genes se expresan en ambos tipos de ojos, por lo que son esenciales para todos los ojos, los ojos mediales y los ojos laterales. Pero algunos de estos genes están más restringidos a un tipo u otro», dice Guinet.

Al experimentar con «derribar» la expresión de genes, pudieron proporcionar evidencia de que los órganos vestigiales podrían ser ojos. Guinet lo describe como una forma temporal de atenuar la expresión de los genes en lugar de desactivarlos permanentemente.

Para atenuar la expresión de los genes responsables del desarrollo ocular, los investigadores utilizaron un proceso llamado interferencia de ARN. Básicamente, engaña a la célula haciéndole creer que su propio gen es una amenaza y no puede replicarse como un virus. Cuando la expresión de estos genes se redujo en los embriones de patas largas, los individuos no desarrollaron ojos.

Delinear estos vínculos genéticos y de desarrollo entre los ojos vestigiales de los papás de patas largas de hoy en día y el espécimen fósil proporciona una mirada importante a cómo se produce la evolución.

«Uno de los objetivos del estudio de la genética detrás de lo que vemos en la morfología es comprender cómo se produce la evolución. ¿Qué habría que cambiar en la receta subyacente de los genes para que evolucione la diversidad ocular?» Explica Guinet.

Más información:
Guilherme Guinet et al., Órganos vestigiales alteran la ubicación de los fósiles en un grupo arcaico de quelicerados terrestres, Biología actual (2024) DOI: 10.1016/j.cub.2024.02.011

Proporcionado por la Universidad de Wisconsin-Madison

referencia: Especies vivas papá patas largas con dos ojos subdesarrollados adicionales como embriones (29 de febrero de 2024) Consultado el 29 de febrero de 2024 en https://phys.org/news/2024-02-species-daddy-longlegs-additional-underdeveloped. HTML

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