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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Peces gordos de las cavernas

Peces gordos - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

Una de las características más prominentes de la vida en nuestro planeta es que ocupa la práctica totalidad de los nichos ecológicos donde puede desarrollarse. La capacidad de adaptación de los seres vivos, si no ilimitada, sí es muy amplia y, en general, sorprendente. Podemos encontrar una gran variedad de criaturas en los lugares más insospechados, desde las cimas de los fríos montes a la oscuridad de profundas cuevas.

Obviamente, esta capacidad de adaptación depende de los genes, que son los que finalmente hacen posibles los mecanismos fisiológicos para adaptarse a diversas condiciones externas, como pueden ser un intenso calor o frio, la escasez de agua, o la escasez de alimentos. Es esta última condición la que encuentran con frecuencia, entre otros animales, los peces que moran las aguas acumuladas en el fondo de grutas y cavernas.

Los peces de las cavernas rara vez pueden llegar a ser peces gordos, debido a que el alimento escasea, y mucho. En la oscuridad de las grutas, las plantas no son capaces de crecer, faltas de toda luz, y no pueden ser ellas, por tanto, las que proporcionen el alimento que los peces necesitan. Estos se nutren a partir de las sustancias orgánicas arrastradas en los fangos y aguas de lluvia que llegan a las cavernas desde la superficie, o a partir de alimentos tan apetitosos como los excrementos de los murciélagos. ¿Cómo han evolucionado estos peces para adaptarse a estas terribles condiciones, que ni siquiera Ángela Merkel se atrevería a imaginar para los griegos?

Un grupo de investigadores de las universidades de Harvard y de Nueva York deciden estudiar este asunto mediante la comparación de posibles genes que pudieran contribuir a las adaptaciones de una especie de pez de las cavernas mexicano (Astyanax mexicanus). El interés de esta especie de pez reside, en primer lugar, en que existe una forma de la misma que habita en el exterior y una forma que habita las cavernas. Esto ya permite una comparación entre ellas para analizar los cambios evolutivos que se han producido entre una y otra. Sin embargo, no acaba aquí la historia. Existen igualmente diferentes poblaciones de peces cavernícolas en distintas cavernas, las cuales utilizan distintas estrategias de adaptación. Todas las poblaciones de A. mexicanus de las cavernas tienen un metabolismo más lento que las especies del exterior, y algunas solo pueden utilizar esta estricta austeridad energética como único medio de supervivencia. No obstante, además del ascetismo y la resistencia a la hambruna, las poblaciones de A. mexicanus de algunas cavernas son capaces de empapuzarse de comida en las raras ocasiones en las que esta es abundante, y almacenan así energía para cuando vengan tiempos peores. Estas poblaciones de peces acumulan mucha más grasa corporal que las otras, aunque la gastan también despacio, lo que les hace susceptibles a la obesidad. ¿Cuál es la causa genética de estas diferencias adaptativas?

La hormona responsable

Los estudios realizados por los investigadores, en los que comparan la secuencia de varios genes implicados en el control del metabolismo y del apetito, han identificado un gen, llamado MC4R, que podría explicar estas diferencias. Esto en sí mismo ya es un resultado sorprendente, porque en general las variaciones en un solo gen no son suficientes como para causar diferencias adaptativas importantes.
El gen MC4R produce una proteína receptora para la hormona melanocortina. Algunas variantes de este gen ya eran conocidas por estar relacionadas con el control de varias funciones importantes, según se activen mejor o peor frente a la hormona. Estudios con ratones de laboratorio, realizados a finales del siglo pasado y principios de este, revelaron que MC4R participa en el control del apetito y en el comportamiento sexual, incluida la función eréctil. En el año 2009, dos estudios de asociación genómica realizados con seres humanos encontraron que algunos cambios en la secuencia de ADN, localizados cerca de este gen, aunque no en el mismo, estaban asociados al desarrollo de obesidad y de diabetes de tipo 2. Finalmente, estudios más recientes han detectado una modificación de la proteína debida a un cambio de un aminoácido por otro que también se asocia a la obesidad. Hoy se albergan pocas dudas de que este gen participa en la susceptibilidad a convertirse en obeso.

Los estudios realizados ahora revelan que el gen MC4R de los peces de las cavernas que comen con gran apetitito cuando la comida es abundante posee tres cambios, tres mutaciones, las cuales, en este caso, se encuentran en el corazón del gen y no en una región cercana al mismo. Los cambios afectan a la naturaleza de los aminoácidos que conforman la proteína receptora, lo que modifica sus propiedades de sensibilidad frente a la hormona. Curiosamente, uno de esos cambios es idéntico al detectado en seres humanos susceptibles a ser obesos.

Estos estudios, aunque realizados con seres que moran en la oscuridad, arrojan una nueva luz sobre nuestra propia historia evolutiva y nuestra susceptibilidad o no a convertirnos en obesos. Es posible que, como ha sucedido con estos peces, durante nuestra evolución, la adaptación a periodos de escasez de alimentos pasara por el desarrollo de diferentes estrategias (según las mutaciones que se produjeran en distintos individuos), una de las cuales ha sido y es comer mucho cuando la comida está disponible. Desafortunadamente, esta estrategia adaptativa hoy, en un mundo de hiperabundancia calórica, resulta trágica para muchas personas.

Referencia: Ariel C. Aspiras et al. (2015). Melanocortin 4 receptor mutations contribute to the adaptation of cavefish to nutrient-poor conditions. http://www.pnas.org/content/early/2015/07/08/1510802112

Obras de divulgación de Jorge Laborda

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Quilo de Ciencia Volumen III. Jorge Laborda
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Quilo de Ciencia Volumen V. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VI. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VII. Jorge Laborda

Circunstancias encadenadas. Ed. Lulu

Circunstancias encadenadas. Amazon

Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

One Moon one civilization why the Moon tells us we are alone in the universe

Adenio Fidelio

El embudo de la inteligencia y otros ensayos

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