La gente dice "Cuando los cerdos vuelan" para describir lo imposible. Pero incluso si la mayoría de los mamíferos son marineros terrestres, la capacidad de planear o volar ha evolucionado una y otra vez durante la evolución de los mamíferos, en especies que van desde murciélagos hasta ardillas voladoras. ¿Cómo surgió eso?

En un estudio publicado en la revista Nature Esta semana, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Princeton y la Facultad de Medicina de Baylor explica las bases genómicas y de desarrollo del patagium, la fina membrana de la piel que permite a algunas especies de mamíferos volar por el aire.

"No entendemos muy bien cómo se originan los nuevos rasgos y adaptaciones desde una perspectiva molecular y genética. Queríamos investigar cómo surge una novedad evolutiva", dijo el coautor correspondiente, el Dr. Ricardo Mallarino, profesor asistente de biología molecular en Princeton. /P>

Para comprender mejor la evolución del patagium, el equipo se centró en los marsupiales. Esto se debe a que la capacidad de deslizarse se ha desarrollado repetidamente, mediante cambios anatómicos similares, en marsupiales estrechamente relacionados, como el petauro del azúcar, un marsupial diminuto lo suficientemente pequeño como para caber en el bolsillo y popular como mascota exótica.

El equipo de Baylor dirigió la secuenciación del genoma de 15 especies de marsupiales, determinando las secuencias de ADN tanto en especies planeadoras como en sus parientes no planeadoras. La comparación de esas secuencias reveló una evolución acelerada cerca de un gen llamado Emx2.

"Lo interesante es que la secuencia del gen en sí no parece ser el lugar donde se producen los cambios más relevantes. En cambio, los cambios clave se encuentran en secuencias cortas de ADN, llamadas 'potenciadores', que se encuentran cerca del genoma. /P>

"Son esos potenciadores cambiantes los que alteran cómo y dónde está activo Emx2 en el cuerpo, y eso impulsa la evolución del deslizamiento", dijo el coautor correspondiente, el Dr. Erez Lieberman Aiden, profesor de genética molecular y humana y director del Centro de Genoma. Arquitectura en Baylor.

"Comprender los cambios subyacentes que ocurren a nivel genómico para dar lugar a estos rasgos convergentes es importante porque puede decirnos si la evolución está apuntando al camino de menor resistencia. Se puede tener el mismo resultado pero diferentes caminos para llegar allí", dijo co-primer autor Jorge Moreno, estudiante de posgrado en el laboratorio de Mallarino.

A continuación, los investigadores querían probar estas ideas. Para ello, utilizaron una de las características más singulares de los marsupiales:su bolsa. "Los joeys marsupiales nacen en una etapa de desarrollo mucho más temprana que los mamíferos típicos", dijo la coautora primera, la Dra. Olga Dudchenko, profesora asistente de genética molecular y humana en Baylor e investigadora del Centro de Física Biológica Teórica de la Universidad Rice.

"En lugar de continuar desarrollándose en el útero de su madre, se arrastran hasta su bolsa y permanecen allí hasta que estén listos para enfrentarse al mundo de forma independiente. El hecho de que estén allí mismo en la bolsa hace que sea mucho más fácil estudiar cómo funcionan los genes individuales, como Emx2, afectan el desarrollo del marsupial."

Los investigadores demostraron que Emx2 da origen al patagio marsupial utilizando un programa genético que probablemente existe en todos los mamíferos. Por ejemplo, Emx2 está activo en la piel de los costados de los ratones y de los petauros del azúcar, pero en los petauros del azúcar se expresa durante mucho más tiempo.

Como señala Dudchenko, también del Centro de Arquitectura del Genoma de Baylor:"Al modificar esos potenciadores críticos de Emx2, una especie tras otra ha aprovechado este programa universal para desarrollar la capacidad de planear".

Noticias alentadoras para los cerdos que esperan alcanzar los cielos.

Más información: Ricardo Mallarino, Emx2 subyace al desarrollo y evolución de las membranas deslizantes de los marsupiales, Naturaleza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07305-3. www.nature.com/articles/s41586-024-07305-3

Darío G. Lupiáñez, Genomas marsupiales revelan cómo evolucionó una membrana cutánea para el deslizamiento, Naturaleza (2024). DOI:10.1038/d41586-024-01021-8, doi.org/10.1038/d41586-024-01021-8

Información de la revista: Naturaleza

Proporcionado por Baylor College of Medicine