11 septiembre 2008

Sobre el tamaño genómico, el vuelo y la aplicación de otras ciencias en la biología

Hace unos cuantos años ya, durante el primer cuatrimestre de la carrera, nos propusieron hacer un trabajo en la asignatura de física. La verdad es que era un cuatrimestre un tanto diferente a lo esperado en cuanto a las asignaturas. Uno cuando empieza una carrera como biología espera escuchar hablar sobre bichos y/o plantas, pero no siempre es así. En nuestro caso, los inicios en aquellos pupitres vinieron acompañados por ecuaciones más que por ctenóforos o angiospermas… En aquel momento, supongo que con el afán de incentivar el interés de esos estudiantes a los que se les atragantaban las fórmulas, los profesores de física nos ofrecieron la posibilidad de buscar alguna publicación científica en que se profundizase en un fenómeno biológico asociado a un proceso del área de su asignatura. En aquel momento, para nosotros no fue tarea fácil encontrar algo atractivo, posiblemente debido a nuestra inexperiencia. Para aquel trabajo nos decantamos sobre la capacidad de ciertos insectos para caminar sobre el agua sin hundirse.

Transcurrido el tiempo, uno se da cuenta de los muchos ejemplos que podríamos haber elegido también. Posteriormente, en diversas asignaturas uno de los ejemplos que más machaconamente nos hablaron fue de la relación entre el tamaño corporal de los animales y la superficie que estos exponen al exterior. Animales más pequeños, por exponer al exterior una mayor superficie relativa, pierden una mayor cantidad de calor, lo que les obliga a incrementar su tasa metabólica con respecto a animales de mayor tamaño, el ejemplo clásico, la comparación entre el ratón y el elefante. Quizás por lo interesante que me pareció en su momento este hecho, el otro día llamó mi atención un artículo que será publicado pronto en los Proceedings of the Royal Society (1), ahora accesible como publicación “on-line”. En ese estudio, los autores relataban un fenómeno que yo hasta entonces desconocía, el menor tamaño del genoma de las aves con respecto al de otros animales vertebrados. Pero, ¿por qué?

En cierto modo, la explicación parece relacionarse con el tamaño y la superficie expuesta, algo así como el ejemplo del ratón y del elefante. Es sabido que las células pequeñas exponen una mayor superficie que facilita el intercambio de gases (nutrientes…), algo que debe ser de máxima importancia en el caso de las aves, debido a los altos requerimientos metabólicos asociados a su principal cualidad, el vuelo. Según esto y por “simple” correlación, los tamaños celulares pequeños se asocian con núcleos de pequeño tamaño y, por tanto, con genomas contenidos en ellos también de reducido tamaño. Siguiendo esta hipótesis, aquellas especies con una mayor capacidad para el vuelo presentarían un tamaño de genoma más reducido. De acuerdo con ello, los murciélagos, mamíferos con capacidad de volar, presentan genomas de pequeño tamaño. Del mismo modo, aquellas aves “más voladoras” también tienen tamaños genómicos más pequeños que las especies “menos voladoras”. Lo novedoso del estudio que comentamos es que los investigadores testaron la hipótesis de la relación entre el tamaño genómico y la capacidad del vuelo en un extenso grupo de paseriformes, controlando posibles efectos filogenéticos. Del mismo modo, los investigadores encontraron una correlación positiva entre el tamaño del genoma y un indicador de la adaptación al vuelo eficiente. Seguramente, todas estas relaciones comentadas se deban a lo que ya comentamos en principio, que la capacidad para el vuelo requiere de tamaños celulares más pequeños (posiblemente por su relación con el intercambio gaseoso) y este constreñimiento celular haga que los núcleos y el material genético que estos contienen, sean también más pequeños. No obstante, esta correlación parece ser heredada de los dinosaurios (ver al respecto). Esperemos que jamás dejen de sorprendernos la física y la química en la biología de la especies.

(1) Andrews, C.B., Mackenzie, S.A. & Gregory, T.R. 2008. Genome size and wing parameters in passerine birds. Proc. R. Soc. B. en prensa. doi:10.1098/rspb.2008.1012


5 comentarios:

SeRa dijo...

sencillamente fantastico

Oidun dijo...

Muy interesante, aunque he de reconocer que he tardado un rato en entender eso de menor tamaño=más superficie...

Tengo el cerebro atrofiado xD Lo que hacen las vacaciones... jeje

exceprpt? dijo...

Genomas mas pequeños, deben ser mas eficientes y consumen menos recursos de las células. Los genomas mas grandes, confieren mayor estabilidad.
Así que debe ser otro factor el que desplace el equilibrio en una u otra dirección.

Parasite dijo...

¡Me alegra mucho que os gustase Sera y oidun!

Exceprpt?, seguramente como comentas debe haber "algo detrás", alguna ventaja que haga que el fenómeno se mantenga así en las aves. Yo también soy partidario de esa posibilidad, más que nada, quizás en su importancia en el origen o aparición del fenómeno (situado, parece en los dinosaurios), donde pudo suponer una ventaja considerable.

Desde luego tiene que haber diferentes factores que afecten ese beneficio del pequeño tamaño genómico en el vuelo. Hasta el momento, parece que la evidencia del tamaño celular es la que está teníendo más peso, pero eso que propones me parece interesante. Habrá que echarlo algún pensamiento.

Saludos a todos

exceprtp? dijo...

Gracias, por tus minutos dedicados a mi pensamiento. Pero el tamaño del genoma en las plantas, parece no importar por su alta iteración.
Saludos