Científicos diseñan escarabajo con un tercer ojo completamente funcional

Desde siempre el concepto de un «tercer ojo» ha sido asociado con algo más allá de la percepción del mundo físico, con un despertar espiritual. Ahora, un nuevo caso científico, ha proporcionado información sobre el desarrollo evolutivo.

Un equipo de investigadores han modificado genéticamente un escarabajo común para que este desarrolle un tercer ojo funcional, justo en el medio de su cabeza, en la parte frontal.

En investigaciones previas se logró hacer crecer un tercer ojo en un escarabajo de forma accidental. El anterior y actual estudio han sido dirigidos por el investigador postdoctoral de la Universidad de Indiana, Eduardo Zattara.

«La biología del desarrollo es maravillosamente compleja en parte porque no hay un solo gen para un ojo, un cerebro, el ala de una mariposa o el caparazón de una tortuga», explicó el investigador Armin Moczek de la Universidad de Indiana.

«En cambio, miles de genes individuales y decenas de procesos de desarrollo se unen para permitir la formación de cada uno de estos rasgos. También hemos aprendido que la evolución de un rasgo físico novedoso es muy similar a construir una nueva estructura de ladrillos de lego, por usar y recombinar genes ‘viejos’ y procesos de desarrollo dentro de nuevos contextos».

Esto significa que la evolución de las nuevas características puede no ser tan complicada como los científicos pensaban anteriormente, requiriendo menos cambios genéticos.

Escarabajo genéticamente modificado, con un tercer ojo

Escarabajo genéticamente modificado, con un tercer ojo. Crédito: Eduardo Zattara / Universidad de Indiana

En la investigación original, el equipo desconectó un gen que estaba involucrado en el desarrollo de las cabezas de los escarabajos peloteros, lo que provocó cambios bastante drásticos en la estructura de sus cabezas.

Los escarabajos perdieron sus cuernos y desarrollaron un ojo compuesto en el medio de sus cabezas. Además, solo funcionaba en escarabajos cornudos, no en otros tipos.

«Nos sorprendió que cerrar un gen no solo pudiera desactivar el desarrollo de cuernos y las principales regiones de la cabeza, sino también activar el desarrollo de estructuras muy complejas como ojos compuestos en una nueva ubicación», dijo Zattara el año pasado.

«El hecho de que esto no ocurra en otros tipos, como el Tribolium, es igualmente significativo, ya que sugiere que los genes han adquirido una nueva función: dirigir la formación de la cabeza y el cuerno solo en la cabeza altamente modificada de los escarabajos cornudos».

Que un organismo vivo desarrolle órganos en un lugar anormal, llamados órganos ectópicos, es una técnica que los científicos utilizan para tratar de comprender cómo evolucionan los nuevos rasgos físicos.

Anteriormente, esto ha sido realizado con moscas de la fruta. En el año 1995, un grupo de científicos publicó un documento que describía cómo habían logrado hacer crecer los ojos ectópicos en las alas y las patas de las moscas de la fruta.

El trabajo del equipo de Zattara, en comparación, fue mucho más simple. Se propusieron hacer crecer intencionalmente un tercer ojo en dos tipos de escarabajo, Onthophagini y Oniticellini, al eliminar un solo gen, el mismo gen de desarrollo de la cabeza de su investigación anterior.

Escarabajo normal (izquierda) y escarabajo genéticamente modificado (derecha)

Escarabajo normal (izquierda) y escarabajo genéticamente modificado (derecha). Crédito: Zattara/PNAS)

Los ojos adicionales que desarrollaron los escarabajos resultaron de pares de ojos fusionados. También perdieron sus cuernos, o crecieron cuernos mucho más pequeños, en consonancia con la investigación anterior.

Luego, el equipo realizó múltiples pruebas para confirmar que el ojo nuevo tenía los mismos tipos de células, genes, conexiones nerviosas y respuestas conductuales que un ojo normal.

«Este estudio interrumpe experimentalmente la función de un solo gen principal. Y, en respuesta a esta alteración, el resto del desarrollo de la cabeza se reorganiza para producir un rasgo altamente complejo en un lugar nuevo: un ojo compuesto en el medio de la cabeza», dijo Moczek.

«¡Además, la maldita cosa realmente funciona!»

La investigación podría ayudar a entender cómo los órganos se desarrollan y se convierten en parte de un cuerpo, cuyo conocimiento, a su vez, podría resultar útil en el desarrollo de órganos artificiales cultivados en laboratorio, tanto para fines médicos como de investigación.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista PNAS.

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