Las patas de este pez están hechas para caminar y explorar el fondo del océano

Las patas de este pez están hechas para caminar y explorar el fondo del océano

Este pez tiene patas, pero no son sólo para caminar. Los científicos han descubierto que el petirrojo del Mar del Norte (Prionotus carolinus) utiliza sus extremidades para caminar por el fondo marino para escanear el fondo marino en busca de alimentos enterrados.

La investigación también reveló evidencia de cómo P. carolinus reutilizó sus extremidades como órganos sensoriales a lo largo de su evolución. Los análisis genómicos revelaron la historia evolutiva de las patas dentro de la familia más amplia de los petirrojos marinos (Triglidae). Los resultados están en dos artículos publicados hoy. 1, 2 descrito en Current Biology.

el pescado especial

Los petirrojos marinos tienen ojos saltones como los de las ranas, aletas que se parecen a los pájaros y seis patas que se parecen a los cangrejos. Son “los peces más extraños y geniales que he visto en mi vida”, dice el biólogo del desarrollo David Kingsley de la Universidad de Stanford en California, que estudia estos animales.

Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que las patas de P. carolinus tienen capacidades sensoriales especiales 3, 4. El biólogo molecular Nicholas Bellono de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, señala que las habilidades de caza sobrenaturales de los petirrojos son tan eficientes que otros peces los siguen con la esperanza de recoger las sobras. También se sabe que las seis patas del pez están cubiertas de pequeñas protuberancias que parecen papilas gustativas. Sin embargo, los científicos no habían examinado en detalle hasta ahora el origen de las capacidades del animal.

El equipo de Bellono quería cambiar esto y finalmente unió fuerzas con Kingsley y su grupo. Los investigadores colocaron al pez en un tanque con mejillones y cápsulas de aminoácidos, todo enterrado bajo sedimento. Los peces pudieron encontrar estos objetos y desenterrarlos con sus patas en forma de pala. Un examen más detenido de estas protuberancias, conocidas como papilas, reveló moléculas receptoras del gusto, que estaban especializados en detectar aminoácidos y sustancias químicas producidas por organismos de aguas profundas.

Sin embargo, los resultados más interesantes se produjeron después de que los investigadores repusieron su suministro de petirrojos. Estos peces no pudieron encontrar el alimento enterrado y los investigadores descubrieron que habían llegado accidentalmente a otra especie con patas: P. evolans. Las patas de esta especie eran más estrechas y carecían de papilas, lo que indica que la legibilidad y la capacidad de saborear habían evolucionado de forma independiente.

Los científicos compararon los genomas de 13 especies de petirrojos de todo el mundo y crearon un árbol genealógico evolutivo. Esto demostró que las piernas para caminar emergieron primero. Posteriormente se desarrollaron órganos sensoriales en las patas de algunas especies.

El gen de las piernas largas

Después de examinar los genes activos en las extremidades de los animales, los investigadores se centraron en un gen llamado tbx3a. Los experimentos demostraron que desempeña un papel en la formación de una pata donde otros peces tienen una aleta. Cuando los investigadores utilizaron la herramienta de ingeniería genética CRISPR-Cas9 para mutar tbx3a en algunos P. carolinus, los peces perdieron sus papilas y la capacidad de excavar en busca de alimento.

Tbx3a codifica un tipo de proteína conocida como factor de transcripción. Un único factor de transcripción a menudo regula la actividad de una variedad de genes, lo que le permite tener efectos generalizados. Bellono y Kingsley señalan que está claro que tbx3a desempeña un papel en el desarrollo de las piernas y la percepción del gusto. Sin embargo, los científicos añaden que aún no saben qué mutación cambió la actividad de tbx3a en especies con patas sensoriales o cómo dio origen a las nuevas habilidades del pez. Una vez que comprendan esto, dice Kingsley, los investigadores podrían teóricamente Edición del genoma CRISPR Se utiliza para crear patas y órganos sensoriales de otro pez.

"Estos son resultados realmente significativos e interesantes", dice Thomas Finger, biólogo celular y del desarrollo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado en Aurora. Le sorprendió ver que algunas especies carecían de la capacidad de detectar sustancias químicas, pero dice que el estudio demostró efectivamente cómo esta capacidad podría evolucionar hacia un nuevo rasgo modificando un conjunto de genes existente.

1. Allard, C.A.H. et al. actual. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.014 (2024).

2. Herbert, AL y col. actual. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.042 (2024).

3. Silver, W. L. y Finger, T. E. J. Comp. Fisiol. 154, 167-174 (1984).

4. Bardach, JE y Case, J. Copeia 1965, 194-206 (1965).

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