updated 1:55 AM CET, Dec 5, 2016

La teoria de la evolución en los ojos de un gusano marino

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Lamp shells

Cientifícos han descubierto un ojo que podría representar el primer paso en la evolución de la visión

Los investigadores hicieron el descubrimiento mientras estudiaban una especie de braquiópodos

ojos en las larvas de braquiópodo Charles Darwin consideró la evolución del ojo humano uno de los problemas más difíciles que tenía que explicar en su teoría. En "El Origen de las Especies", escribió la idea de que la selección natural pueda producir un órgano tan complejo, "parece, lo confieso libremente, absurdo en el más alto grado posible".

Pero Darwin disipó este aparente absurdo mediante la fijación de una serie de pasos por los que la evolución podría tener lugar. Hacer de esta secuencia lo más plausible es el hecho de que algunas de las formas de transición que Darwin describió existían realmente en la vida de los invertebrados.

Ahora, un equipo de investigadores americanos y europeos informan que han descubierto un ojo que podría representar el primer paso en esta evolución. Se han encontrado, en efecto, un globo ocular flotante.

"Esto no es de ninguna manera el antepasado del ojo humano, pero es la primera vez que hemos tenido un modelo de él", dijo Yale Passamaneck, un investigador postdoctoral en la Universidad de Hawai. él y sus colegas han informado del descubrimiento en la revista en línea EvoDevo.

Los investigadores hicieron el descubrimiento mientras estudiaban una especie de braquiópodos, o conchas lámpara (Lampshells), que tienen concha pero son gusanos marinos no relacionados con los moluscos como las almejas y las ostras. Los Lampshells han existido por más de la mitad un millón de años, pero su biología desde hace tiempo sigue siendo un misterio, incluyendo la simple pregunta de si pueden ver.

agrupación células en los ojos de larvas de braquiópodo
Las larvas de Lampshells de cuatro días de edad, por ejemplo, tienen desconcertante manchas oscuras a cada lado de la parte delantera de sus cuerpos. Recientemente, Carsten Luter, un biólogo del Museo de Historia Natural de Berlín, y sus colegas, durante la disección de manchas oculares de algunas larvas de Lampshells, descubrieron que cada punto era en realidad un par de neuronas, una para la captura de luz y un pigmento que la contiene. Las neuronas están conectadas como un cerebro agrupado de neuronas dentro de la larva.

Su anatomía les sugirió que los puntos eran simplemente los ojos. Así que el Dr. Passamaneck y sus colegas entraron en contacto con el Dr. Luter y sus colegas en la Universidad de Hawai, que son expertos en los genes de los fotorreceptores de los animales. Los investigadores de Hawai descubrieron, de hecho, que los genes fotorreceptores se activan en las manchas oscuras.

Pero, para completar el estudio, el Dr. Passamaneck hizo un chequeo para ver si los genes fotorreceptores se activan en otras etapas. "Pensé, voy a eliminar esta posibilidad", dijo.

Sucedió todo lo contrario. El Dr. Passamaneck descubrió que los genes estaban activos mucho antes, sólo 36 horas después de la fecundación, cuando el embrión del Lampshell no era más que una masa en forma de copa de unos pocos cientos de células.

El Dr. Passamaneck estaba desconcertado. "No hay neuronas en esa etapa", dijo. Sin embargo, estaba claro que la superficie externa de la copa estaba cubierta de fotorreceptores.

larvas de braquiópodo acuden a la luz en un plato Para ver si los embriones estaban haciendo algo con la luz, el Dr. Passamaneck y sus colegas pusieron una luz en uno de los lados de un plato de embriones. El embrión de Lampshell está cubierto pequeños penachos de pelos, cilios, que utiliza para nadar en forma de espiral. El Dr. Passamaneck encontró que después de 20 minutos, el doble de embriones terminaron en el lado iluminado del plato que en el lado oscuro.

El Dr. Passamaneck y sus colegas barajan la hipótesis de que las células pueden detectar la dirección de la luz, ya que son bloqueadas algunas direcciones por el joven embrión. A continuación, puede utilizar esta información para cambiar la velocidad de sus cilios.
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Es posible, dijo el Dr. Passamaneck, que en el curso de la evolución, nuestros propios ojos comenzaron como ojos flotantes. Sólo más tarde el trabajo de capturar la luz se habría relegado a sólo algunas células, que podrían enviar señales a sus vecinas. Y sólo mucho más tarde estas células especializadas transmiten señales al cerebro.

evolución de la visión en los braquiópodos

Todd Oakley, de la Universidad de California, Santa Bárbara, un experto en la evolución de la visión, calificó los resultados como "tentadores". Sin embargo, advirtió que sólo porque el gen fotorreceptor se active pronto en el embrión, no necesariamente significa que las Lampshells fueran capaces de ver. "Otros mecanismos fotorreceptores posibles tampoco deben ser descartados", dijo el doctor Oakley. "La correlación no implica causalidad".

El Dr. Passamaneck está haciendo planes para este tipo de estudios. Por ahora, sin embargo, sigue estando un poco aturdido por lo que se ha tropezado.

Artículo original: Ciliary photoreceptors in the cerebral eyes of a protostome larva | Traducido de: The New York Times