Una cómoda vida de laboratorio tiene sus costos evolutivos

pez cebra

Los peces cebra de laboratorio pierden su plasticidad fisiológica

Piensa en el humilde pez cebra. Producen 200 embriones cada 7 días, son baratos y fáciles de cultivar, y sus crías son pequeñas y transparentes. Pero su característica más importante, al menos si eres investigador, es que comparten un alto grado de similitudes genéticas, anatómicas y fisiológicas con los humanos.

Desde que el investigador húngaro George Streisinger fue pionero en el uso de estos diminutos pero importantes peces en 1972, los científicos han encontrado formas de utilizar el pez cebra para estudiar todo, desde la epilepsia hasta los contaminantes ambientales. Los investigadores del Instituto Kavli de Neurociencia de Sistemas incluso examinan los cerebros de los peces cebra genéticamente modificados para estudiar el sistema de cableado del cerebro.

Todos esos años de domesticación (150 generaciones de pez cebra, según el recuento de un biólogo) llevaron a un equipo de investigadores a darse cuenta de que tenían un experimento evolutivo perfecto. Se preguntaron qué había pasado con el pez cebra de laboratorio durante todas estas generaciones, cuando se trata de una característica llamada plasticidad.

"La plasticidad permite que los organismos se ajusten a diferentes ambientes, por ejemplo, para funcionar de manera constante en un amplio rango de temperaturas", dijo Rachael Morgan, quien recientemente completó su doctorado en el Departamento de Biología de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología. "Pero la plasticidad, esta capacidad de ajustar su fisiología, podría tener un costo, en cuyo caso el pez cebra domesticado, que se ha criado en condiciones extremadamente estables, debería perder esta plasticidad con el tiempo".

Entonces, los investigadores realizaron un experimento con peces cebra salvajes y de laboratorio para ver si este era el caso.

Rachael Morgan

Imagen: Rachael Morgan se prepara para seleccionar un tema de investigación para su trabajo. El pez cebra, el organismo que utilizó en su investigación, es perfecto para los investigadores que quieren hacer preguntas más amplias sobre el mundo natural.

Las estables temperaturas de laboratorio reducen la necesidad de responder

Los investigadores generalmente crían el pez cebra de laboratorio a una temperatura óptima de aproximadamente 28°C, lo que promueve un crecimiento saludable y la mejor fertilidad. Con el tiempo, el pez cebra de laboratorio se ha adaptado a esto, así como a la vida en pequeños acuarios con muchos otros peces, comida seca y manipulación por parte de humanos, observaron los investigadores en su artículo.

Así que Morgan y sus colegas decidieron comparar cómo el pez cebra de laboratorio se las arreglaría con diferentes regímenes de temperatura en comparación con el pez cebra salvaje.

Tomaron 300 peces cebra de laboratorio juveniles y 300 peces cebra silvestres juveniles y los expusieron a una de 15 temperaturas diferentes durante 35 días. Las temperaturas que seleccionaron (10° a 38°C) se basaron en el rango de temperaturas que se espera que experimente un pez cebra salvaje.

Después del período de aclimatación de 35 días, tanto los peces salvajes como los de laboratorio se sometieron a una variedad de pruebas, como actividad de natación, velocidad máxima de natación, metabolismo y tasa de crecimiento, entre otras medidas.

Los resultados mostraron que en una variedad de medidas, los peces de laboratorio habían perdido su plasticidad fisiológica, dijo Morgan.

"Lo que estábamos explorando es si la plasticidad tiene un costo, y si hay un costo, entonces esperaríamos que la plasticidad fuera seleccionada en contra si no hay necesidad de mantenerla", dijo. "Y esto es en gran parte lo que encontramos. También mostramos que se han producido cambios en muchos rasgos diferentes y en diferentes niveles del organismo (desde la genética hasta el organismo completo), lo cual es bastante único".

Rachael Morgan prepara acuarios

Imagen: Rachael Morgan (izquierda) y Mette Finnøen, quien actualmente es candidata a doctorado en el laboratorio de Jutfelt y coautora del artículo de PNAS, preparan mini-acuarios para testar el pez cebra. Foto: Fredrik Jutfelt/NTNU

Adaptarse a los entornos en los que viven

Fredrik Jutfelt, autor principal del artículo, dijo que el estudio también muestra cómo dos poblaciones se han adaptado a los entornos en los que se encuentran a través de la evolución.

"El pez cebra de laboratorio se adaptó al estrecho rango de temperatura que experimentan en el laboratorio, pero han perdido su capacidad de funcionar tan bien a temperaturas más altas o más bajas que las que experimentan", dijo. "Los peces salvajes experimentan un amplio rango de temperatura y están adaptados para esto, ya que pueden ajustar su fisiología utilizando la plasticidad fisiológica para mantener la función".

El estudio también es un recordatorio de que los organismos como el pez cebra, que han sido adoptados por los investigadores para una variedad de temas de investigación y domesticados durante décadas, no son exactamente iguales a sus hermanos salvajes, dijeron los investigadores.

"Este estudio también ilustra cómo los organismos modelo, como el pez cebra de laboratorio, pueden no ser una representación precisa de sus contrapartes salvajes", dijo Jutfelt. "Muestra cuán rápido pueden ocurrir cambios, en este caso pérdida de plasticidad térmica, en un organismo".

Los hallazgos han sido publicados en Proceedings of the National Academy of Science: Reduced physiological plasticity in a fish adapted to stable temperatures

Imagen de cabecera: El pez cebra (Danio rerio) ha demostrado ser un animal de laboratorio tan valioso como la rata de laboratorio. Ahora les ha dado a los investigadores otra información interesante sobre la evolución. Foto: Fredrik Jutfelt/NTNU

Etiquetas: Pez cebraLaboratorioEvolución

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