Raya te\u00f1ida de azul alci\u00e1nUCSF\/JULIUS LABLos tiburones, las rayas y las rayas pueden detectar fluctuaciones diminutas en los campos el\u00e9ctricos (se\u00f1ales tan sutiles como un pez peque\u00f1o que respira en las inmediaciones) y confiar en c\u00e9lulas electrosensoriales especializadas para navegar y cazar presas escondidas en la arena. Pero c\u00f3mo estos peces elasmobranquios separan la se\u00f1al del ruido ha desconcertado a los cient\u00edficos durante mucho tiempo. En un entorno lleno de diminutos impulsos el\u00e9ctricos, \u00bfc\u00f3mo se dirige la raya a su presa?<\/p>\n
En un estudio publicado esta semana (marzo 6) en Nature<\/em>, investigadores de la Universidad de California, San Francisco (UCSF), han analizado las c\u00e9lulas electrosensoriales de la peque\u00f1a raya (Leucoraja erinacea<\/em>). Descubrieron que los canales de calcio activados por voltaje dentro de estas c\u00e9lulas parecen funcionar en conjunto con los canales de potasio activados por calcio, ambos sintonizados espec\u00edficamente en el peque\u00f1o pat\u00edn para captar se\u00f1ales el\u00e9ctricas d\u00e9biles.<\/p>\n “Hemos aclarado una base molecular…<\/p>\n Estos sistemas sensoriales no se tratan solo de mol\u00e9culas, sino tambi\u00e9n de las propiedades anat\u00f3micas del sistema, a\u00f1adi\u00f3 el coautor David Julius, presidente del departamento de fisiolog\u00eda de la UCSF. En todos los sistemas sensoriales, los \u00f3rganos evolucionan brillantemente para hacer lo que hacen. El sistema el\u00e9ctrico de estos patines no es una excepci\u00f3n.<\/p>\n Cada vez que un pez respira, el agua de mar entra en contacto con la membrana mucosa del animal y genera un peque\u00f1o campo el\u00e9ctrico. Las rayas y otros peces elasmobranquios evolucionaron para captar estos destellos el\u00e9ctricos y usarlos para encontrar presas ocultas, navegar en aguas traicioneras y evitar peces indeseables.<\/p>\n C\u00f3mo las rayas hacen uso de estos campos el\u00e9ctricos y la anatom\u00eda de sus \u00f3rganos sensoriales, han sido bastante bien estudiados. Se sabe desde hace casi 40 a\u00f1os que dos corrientes de iones, una corriente de calcio y una corriente de potasio activada por calcio, son responsables de la actividad el\u00e9ctrica de los electrorreceptores de tiburones y rayas, Harold Zakon, profesor de la Universidad de Texas en Austin, que no estaba involucrados en el estudio, escribi\u00f3 en un correo electr\u00f3nico. Pero lo que no se sab\u00eda era c\u00f3mo los electrorreceptores pod\u00edan detectar voltajes tan diminutos en el agua.<\/p>\n Bellono y sus colegas fueron los primeros en aislar c\u00e9lulas electrosensoriales de peque\u00f1os \u00f3rganos ampulares de patines. Estos son experimentos dif\u00edciles, dijo Julius. Las c\u00e9lulas de estos \u00f3rganos ampulares son muy peque\u00f1as y dif\u00edciles de extraer. El aspecto t\u00e9cnico de esto fue bastante desafiante. Luego, los investigadores midieron las corrientes i\u00f3nicas dentro de las c\u00e9lulas en respuesta a diferentes est\u00edmulos el\u00e9ctricos. Descubrimos que hab\u00eda estas dos corrientes principales, una corriente de calcio y una corriente de potasio, acopladas entre s\u00ed, dijo Bellono, y se\u00f1al\u00f3 que estas corrientes amplifican peque\u00f1as se\u00f1ales el\u00e9ctricas. Luego, el equipo llev\u00f3 a cabo experimentos de expresi\u00f3n g\u00e9nica para confirmar la presencia de canales especializados de calcio y potasio dentro de las c\u00e9lulas. Est\u00e1bamos tratando de cerrar la brecha entre la gen\u00e9tica y la fisiolog\u00eda, dijo Julius.<\/p>\n En un experimento final, los investigadores usaron drogas para bloquear estos canales en varios espec\u00edmenes de rayas y compararon sus habilidades de caza con las de los animales silvestres. tipo patines. Luego, el equipo escondi\u00f3 aparatos el\u00e9ctricos debajo de la arena en un tanque de patines y observ\u00f3 c\u00f3mo los patines de tipo salvaje se dirig\u00edan a la se\u00f1al mientras que los patines modificados no. En un mundo perfecto usar\u00edas la gen\u00e9tica, como en ratones, y eliminar\u00edas los genes de inter\u00e9s y preguntar\u00edas si has perturbado este comportamiento, dijo Julius. En los patines no podemos hacer esto, as\u00ed que usamos la siguiente mejor opci\u00f3n para bloquear la farmacolog\u00eda de los canales i\u00f3nicos.<\/p>\n Este estudio fue t\u00e9cnicamente excelente y examin\u00f3 el problema desde el comportamiento hasta los niveles biof\u00edsicos y moleculares, escribi\u00f3 Zakon. Fue un ejemplo brillante de c\u00f3mo analizar un problema.<\/p>\n Christopher Braun de Hunter College en la ciudad de Nueva York estuvo de acuerdo. Es realmente interesante, porque muestra un mecanismo de sintonizaci\u00f3n que ajusta la sensibilidad de esas c\u00e9lulas electrorreceptoras a los est\u00edmulos que le importan al animal, dijo. Los mecanismos i\u00f3nicos que describe el art\u00edculo dejan muy claro c\u00f3mo las c\u00e9lulas pueden sintonizarse espec\u00edficamente con aquellos est\u00edmulos que son ecol\u00f3gicamente relevantes.<\/p>\n Braun a\u00f1adi\u00f3 que su propio trabajo se centra en c\u00f3mo los animales clasifican los est\u00edmulos y diferencian entre sus propios est\u00edmulos. descargas el\u00e9ctricas y la de otros animales. Esa diferencia a menudo se basa en la frecuencia, dijo Braun. Los mecanismos celulares descritos en este documento proporcionan una forma de muy bajo nivel para que el cerebro solo reciba informaci\u00f3n que es importante para \u00e9l y no se distraiga con otra informaci\u00f3n.<\/p>\n Los pr\u00f3ximos pasos, seg\u00fan Zakon, son muestree otros animales que pueden sentir la electricidad e investigue si estos canales relativamente simples median funciones similares en otras especies. Otras especies de peces, e incluso algunos mam\u00edferos como el ornitorrinco, han desarrollado electrorreceptores de forma independiente, escribi\u00f3. El pr\u00f3ximo paso emocionante en este trabajo ser\u00eda examinar los electrorreceptores en otras especies para ver si desarrollaron los mismos o diferentes mecanismos de sensibilidad.<\/p>\n NW Bellono et al., <\/strong> Bases moleculares de la electrorrecepci\u00f3n de vertebrados ancestrales,<\/strong> Nature<\/em>, doi:10.1038\/nature21401, 2017.<\/strong><\/p>\n Reciba acceso completo a m\u00e1s de 35 a\u00f1os de archivos<\/strong>, as\u00ed como TS Digest<\/em><\/strong>, ediciones digitales de The Scientist<\/em><\/strong>, art\u00edculos destacados<\/strong> \u00a1y mucho m\u00e1s!\u00danase gratis hoy \u00bfYa es miembro?Inicie sesi\u00f3n aqu\u00ed<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Raya te\u00f1ida de azul alci\u00e1nUCSF\/JULIUS LABLos tiburones, las rayas y las rayas pueden detectar fluctuaciones diminutas en los campos el\u00e9ctricos (se\u00f1ales tan sutiles como un pez peque\u00f1o que respira en las inmediaciones) y confiar en c\u00e9lulas electrosensoriales especializadas para navegar y cazar presas escondidas en la arena. 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