Una nueva investigación de UC San Francisco encuentra que aunque los pájaros cantores machos jóvenes están genéticamente predispuestos a sonar como sus padres, Una experiencia temprana enriquecida con un padre adoptivo puede superar este destino genético. Este hallazgo tiene implicaciones sorprendentes para nuestro pensamiento sobre cómo la experiencia influye en la genética de rasgos humanos complejos como la capacidad de aprendizaje o incluso las enfermedades psiquiátricas. dicen los autores.

Neurocientíficos como Michael Brainard de UCSF, Doctor., Han estudiado durante mucho tiempo a los pájaros cantores como el pinzón bengalí (Lonchura striata domestica) como un modelo de cómo comportamientos complejos como el lenguaje humano son moldeados por la experiencia temprana. Como el lenguaje humano, La canción de apareamiento única de un pinzón macho se aprende temprano en la vida escuchando e imitando a los "tutores" adultos. En naturaleza, este suele ser el padre del pájaro, pero las aves jóvenes criadas por adultos no emparentados en el laboratorio aprenderán a cantar la canción de su padre adoptivo.

Ahora, el laboratorio de Brainard ha demostrado que no todas las experiencias tempranas son iguales en su influencia sobre aves jóvenes impresionables:expuestas solo a un "tutor sintético computarizado, "las aves jóvenes volverán a cantar como un padre biológico que nunca han conocido ni escuchado. La investigación, publicada la semana del 25 de diciembre, 2017 en PNAS —Sugiere que el canto del pinzón tiene un componente genético más fuerte de lo que se pensaba anteriormente, pero también que este impulso genético puede ser suprimido por el tipo correcto de experiencia en la vida temprana.

"Lo que vimos es que la contribución genética al canto de un pájaro depende de los detalles de la experiencia de ese pájaro. Esta es una demostración sorprendente de que la heredabilidad de comportamientos complejos como el canto de los pájaros no es fija, como se supone a menudo, pero en cambio puede variar dramáticamente dependiendo de la experiencia de un individuo, "dijo Brainard, profesor de fisiología y psiquiatría en UCSF, Investigador del Instituto Médico Howard Hughes, y miembro del Instituto Weill de Neurociencias de la UCSF.

Como se ha señalado, Los investigadores han considerado durante mucho tiempo que la estructura del canto de los pájaros adultos está dominada por la influencia de cualquier canto que un pájaro oiga como polluelo. Sin embargo, David Mets, Doctor., un becario postdoctoral en el laboratorio Brainard y el primer autor del nuevo artículo, notó una sorprendente cantidad de variación entre las canciones de los pinzones bengalíes individuales en el laboratorio, incluso cuando todas las aves fueron expuestas a la misma canción del tutor controlada experimentalmente en una etapa temprana de su vida.

Para determinar si estas diferencias podrían ser causadas por una contribución genética previamente pasada por alto al canto de las aves, Mets desarrolló un cuidadoso conjunto de experimentos para controlar la contribución de la genética y la experiencia. Sacó los huevos de sus nidos poco después de su puesta para asegurarse de que los polluelos nunca escucharan la canción de sus padres. incluso en el huevo. Luego expuso a las crías solo a canciones generadas por computadora cuidadosamente controladas, que varió en tempo en un intento de influir en el tempo del canto que aprenderían los pichones.

Para sorpresa de los investigadores, encontraron que estas aves ignoraban en gran medida el tempo de los cantos sintéticos, y desarrollaron canciones para adultos con tempos mucho más cercanos a las canciones de sus padres, que nunca habían escuchado. Los investigadores cuantificaron esta observación, mostrando que el 55 por ciento de la variabilidad en los cantos de las aves experimentales podría explicarse por las diferencias en los cantos de sus padres, pero solo el 21 por ciento fue impulsado por diferencias en la canción sintética que escuchaban cuando eran chicas.

En una segunda serie de experimentos, Los Mets se deshicieron del tutor sintético y en su lugar expusieron a los polluelos de pinzones, que tampoco habían escuchado las canciones de sus padres, a machos adultos vivos sin parentesco. Los investigadores se sorprendieron nuevamente al descubrir una inversión completa de los resultados observados con la tutoría sintética:la canción del tutor en vivo contribuyó en un 53 por ciento al tempo de las canciones adultas de los pájaros jóvenes, con diferencias en las canciones de sus padres contribuyendo sólo el 16 por ciento.

"Esto fue realmente emocionante porque demostró que la experiencia proporcionada por un tutor en vivo puede reducir la contribución de la genética al comportamiento complejo como el canto de los pájaros". ", Dijo Mets." Sabíamos antes que los tutores en vivo ayudaban a las aves a aprender mejor y más rápido, pero nos sorprendió descubrir que esta experiencia en realidad puede anular la genética del ave ".

"Nos hemos acostumbrado a la idea de que los rasgos y comportamientos complejos pueden tener un gran componente genético, Brainard agregó, citando estudios en humanos de gemelos idénticos separados al nacer que, sin embargo, comparten similitudes sorprendentes en cosas como su sentido del humor, sentido de la moda, etcétera. "Pero esas historias tienden a asumir que el componente genético es fijo:el rendimiento académico es un 20 por ciento genético o un 80 por ciento genético. Estamos mostrando aquí que la contribución de la genética es cualquier cosa menos fija, en el caso del rendimiento académico, la escuela a la que vayas bien puede superar cualquier contribución de la genética ".

Los hallazgos plantean la posibilidad de que los estudios genéticos humanos que no tienen en cuenta las diferencias en la experiencia de los individuos podrían estar produciendo conclusiones engañosas sobre las contribuciones genéticas a comportamientos complejos. Brainard dijo.

Los investigadores ahora esperan usar el pinzón bengalí como modelo para explorar cómo la genética y la experiencia interactúan en el cerebro para influir en comportamientos complejos como el canto de los pájaros. "¿En qué parte del cerebro están los genes del padre y la experiencia de la vida temprana compitiendo por el control del tempo de la canción?" Preguntaron los Mets. "Esa es la siguiente pregunta realmente emocionante".

Los resultados también sugieren una oportunidad más amplia para comprender las características específicas de las experiencias tempranas enriquecidas que les permite anular las predisposiciones genéticas. Brainard dijo:"Esto es en el futuro, por supuesto, pero destaca el potencial de la intervención conductual temprana para ayudar a mitigar los rasgos genéticos negativos, como una predisposición a la enfermedad psiquiátrica ".