Investigadores resuelven el misterio del pico corto de Charles Darwin

Charles Darwin elevado las palomas domésticasColumba livia), y en su El origen de las especies describe las muchas variaciones seleccionadas por los colombófilos. Creía que estas aves tenían los secretos de la selección en sus picos. Libres de los lazos de la selección natural, más de 350 razas tienen picos de todas las formas y tamaños dentro de una sola especie. Lo más llamativo son los picos tan cortos que a veces impiden que los padres alimenten a sus propias crías. En un nuevo estudio, los biólogos han descubierto que una mutación en el Gen ROR2 está relacionado con la reducción del tamaño del pico de las palomas domésticas; sorprendentemente, las mutaciones en este gen también causan un trastorno humano llamado Síndrome de Robinow.

Old German Owl (izquierda) y Racing Homer (derecha) razas de palomas domésticas criadas por Boer et al.. Crédito de la imagen: Sydney Stringham.

“Algunas de las características más llamativas del síndrome de Robinow son los rasgos faciales, que incluyen una frente amplia y prominente y una nariz y boca cortas y anchas, y recuerdan el fenotipo de pico corto en las palomas”, dijo la Dra. Elena Boer, postdoctoral investigador de la Universidad de Utah.

“Esto tiene sentido desde una perspectiva de desarrollo porque sabemos que la vía de señalización ROR2 juega un papel importante en el desarrollo craneofacial en los vertebrados”.

Para el estudio, el Dr. Boer y sus colegas criaron dos palomas de pico corto y mediano: (i) el macho de pico mediano era un Racing Homer, un ave de raza rápida con una longitud de pico similar a la del biset ancestral de la paloma; (ii) la hembra de pico pequeño era un viejo búho alemán, una elegante raza de palomas que tiene un pico pequeño y rechoncho.

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“Los criadores seleccionaron este pico únicamente por su estética hasta el punto de que es dañino, nunca aparecería en la naturaleza”, dijo el profesor de la Universidad de Utah Michael Shapiro.

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“Así que las palomas domésticas son una gran ventaja para encontrar genes responsables de las diferencias de tamaño. “

“Uno de los grandes argumentos de Darwin fue que la selección natural y la selección artificial son variantes del mismo proceso. El tamaño del pico de la paloma fue fundamental para comprender cómo funciona.

Los padres con picos cortos y medianos produjeron una primera cría F1 de niños con picos de longitud intermedia.

Cuando los investigadores emparejaron las aves F1 entre sí, los nietos F2 resultantes tenían picos que iban de grandes a pequeños, y de todos los tamaños intermedios.

Para cuantificar la variación, midieron el tamaño y la forma de los picos de 145 individuos F2 usando micro-CT.

“Lo bueno de este método es que nos permite observar el tamaño y la forma de todo el cráneo, y resulta que no es solo la longitud del pico lo que difiere. El cráneo cambia de forma al mismo tiempo, “dijo el Dr. Boer. .

“Estos análisis demostraron que la variación en el pico dentro de la población F2 se debió a diferencias reales en la longitud del pico y no a la variación en el tamaño general del cráneo o del cuerpo”.

Usando una técnica llamada mapeo de loci de rasgos cuantitativos (QTL), los científicos han identificado secuencias de ADN variantes esparcidas por todo el genoma de las palomas.

Luego, miraron para ver si estas mutaciones aparecían en los cromosomas de los nietos F2.

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“Los nietos con pico pequeño tenían el mismo trozo de cromosoma que sus abuelos con pico pequeño, lo que nos decía que ese trozo de cromosoma tiene algo que ver con los picos pequeños”, dijo el profesor Shapiro.

“Y estaba en el cromosoma sexual, que habían sugerido los experimentos genéticos clásicos, así que nos emocionamos”.

Luego, los autores compararon las secuencias genómicas completas de muchas razas diferentes de palomas: 56 palomas de 31 razas de pico corto y 121 palomas de 58 razas de pico mediano y largo.

Descubrieron que todos los individuos con picos pequeños tenían la misma secuencia de ADN en un área del genoma que contiene el gen MMR2.

“El hecho de que recibamos la misma señal fuerte de dos enfoques independientes fue realmente emocionante y proporcionó un nivel adicional de evidencia de que el locus ROR2 está involucrado”, dijo el Dr. Boer.

A papel sobre los resultados se publicó hoy en la revista Biología actual.

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Elena Boer et al. Biología actual, publicado en línea el 21 de septiembre de 2021;

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