jueves, septiembre 06, 2007

Origen de una adaptacion


Quería compartir con ustedes esto que aparece en el último Nature: Se trata del funcionamiento de las mandíbulas accesorias en la morena, una anguila muy parecida a la que veíamos en plena acción terrestre en un post anterior. Observarán que, recordando una de las más entrañables criaturas de la ciencia ficción, la morena posee DOS pares de mandíbulas; hay un segundo par interior que puede proyectarse hacia afuera y que la anguila usa para tragar objetos grandes que sujeta con las mandíbulas más anteriores, como se aprecia en éste video
Se los quería comentar porque me parece una vez más que estamos ante un excelente ejemplo de un monstruo esperanzado; es más, me parece un caso patente de la transformaciñon homeótica del segundo arco branquial, que desarrolla la identidad mandibular del primero. Sabemos experimentalmente que pueden obtenerse transformaciones homeóticas alterando el entorno embrionario en el que se desarrolla un elemento esquelético; experimentos que van desde los transplantes, la mera aplicación de ácido retinoico, hasta la más moderna técnica de cambiar la expresión genética en los tejidos circundantes, especialmente genes Hox en el caso de los arcos branquiales. A ver si observamos esta expresión en la morena y sacamos un nature...jaja

Obviamente, un cambio repentino como una transformación homeótica no puede decirse producto de una acumulación producida por un proceso de selección direccional. Tiene más que ver con una lógica mucho más estructuralista, con las posibilidades de desarollo (campo epigenético?) que ofrecía el ancestro de la morena...su uso para tragar, es una de tantas felices coincidencias que sabemos que continuamenete se producen en esta DERIVA natural...

Mehta RS, Wainwright PC (2007) Raptorial jaws in the throat help moray eels swallow large prey. Nature 449:79-82.

11 comentarios:

Anónimo dijo...

O caráter sistêmico deste tipo de inovação queda claro por haver outros peixes, não aparentados às enguias, que possuem mandíbulas faringeais.
É mais um exemplo de paralelismo que demanda uma explicação sistêmica. Temos que estudar a dinâmica de transformação dos arcos faringeias, e não ficar contando estorinhas de porque as mandíbulas faringeais surgiram.

Sanders dijo...

Tienes razón, eso está muy interesante ya que la ocurrencia de paralelismo se vincula con el tema de cuáles son las posibilidades ofrecidas por el desarrollo; ésta es una posibilidad de el repertorio de "potenciales" vías epigenéticas de un cierto pez óseo ancestral.
Ahora, cómo es etse cambio sistémico? Sabemos que cambian las condiriones en el tejido que rodea el precursor cartilaginoso del segundo arco branquial. Ahora, tampoc es una copia exacta del primer arco branquial, y quizás lo más interesante es la musculatura asociada a este arco que permite sacar la mandibulita, proyectarla fuertemente hacia adelante; estos elementos está asociados en su desarrollo y seguro se influencian mutuamente; es decir creo que pudo producirse de manera sistémica una serie de cambios correlacionados; lo que los seleccionistas confunden con el "fine tuning".
De hecho, lo que llamamos "fine tuning" es casi siempre algo de desarrollo epigenético y sistémico.
Sin estas correspondencias sistémicas, los monstruos no serían viables; un cambio drástico en una parte no sería compensado en las demás y le resultado no sería adaptado o "funcional"

Sanders dijo...

Interesante, parece que la mandibula (inferior) es activada por un mismo músculo en ambas mandíbulas!
Tengo que leer el artículo mejor jaja

Anónimo dijo...

Si hay distintos linajes de peces que presentan mandibulas faringeas seria interesante tambien preguntarse que aspectos de la aliemtacion o habitat podrian estar ayudando al desarrollo de este rasgo. ...


Diablete

Sanders dijo...

Que factor ambiental conoces que podría producir el desarrollo de una homeosis como ésta?
Pero más importante: Porqué no podría haber sido el gatillador un cambio en la línea germinal, por ejemplo, una reestructuración cromosómica, o porqué no, un cambio de secuencia? Al fin y al cabo los cambios en la línea germinal por infeccion venérea no son en realidad conceptualmente tan distintos...cierto?

Sanders dijo...

si me preguntan sospecho que ese paralelismo puede que no se deba tanto a la recurrencia de alguna condición en el ambinete como a las "predisposiciones" del desarrollo en un clado particular de peces óseos...pero estoy por supuesto abierto a que me corrijan...

Chico dijo...

Ai vai o comentário de West-eberhard:

"Diet can affect morphology via phenotypic accommodation during use, and morphology in turn can affect diet, both by phenotypic
accommodation due to learning and by making
the new diet more profitable. Observations by
Greenwood (’65) and others on the African Lake cichlids showed that individuals of a mollusc feeding species reared on a soft diet in an aquarium develop pharyngeal jaw morphology like that of closely related soft-diet insectivorous species."

[...]

Following the discovery that diet affects feeding morphology in cichlids (Greenwood, ’65), various investigators, including Liem and associates (Liem and Osse, ’75; Liem and Kaufman, ’84), Hoogerhoud (’86), Meyer (’87, ’90), Wimberger (’91, ’92), and Galis (Galis, ’93; Galis et al., ’94), experimentally examined the effects of diet on morphology in other cichlid species. These studies confirmed effects of diet on the pharyngeal jaw morphology. The Central American cichlid Cichlasoma citrinellum has two trophic morphs: one that feeds primarily on snails and another that has a softer diet. Meyer (’90) found that the alternative pharyngeal jaw morphologies of the two morphs can be reversed in at least some individuals by reversing their diets. He also pointed out that these two body forms parallel the differences between two alternative forms that are very common in fishes, the snail feeder having a body shape like a ‘‘benthic’’ or bottom-feeding form, and the soft-food morph resembling a ‘‘limnetic’’ form that feeds in the water column. These studies support the hypothesis that recurrent trophic morphologies in cichlids can arise due to phenotypic accommodation under different dietary regimes".

Lembam do post sobre anoles?
É uma pena que West-Eberhard dê muita importância para a internalização destas variações.
Talvez falte a ela um conceito como "nicho ontogenético", para que aceite que a "reliability" de um rasgo não necessita ser interna. Afina, o sistema vivo sempre está situado em um nicho.

West-Eberhard, M. J. Phenotypic accommodation: adaptive innovation due to developmental plasticity. J Exp Zoolog B Mol Dev Evol. 2005.

Sanders dijo...

jajaja...por si el caso ya no era lo suficientemente "antidarwinista" !!! jaja
Asombroso. Lo que sí me llama la atención es que hablan de "morfos alternativos de "faringeal jaws"; es decir, ambos tipos de "pharyngeal jaws" tienen dientes?

Sanders dijo...

Bueno, he investigado un poquito más

La verdad es que incluso zebrafish tiene dientes en los arcos faringeos, y que existen distintos "grados" de desarrollo de mandíbulas faringeas ("débiles" y "fuertes"). Al menos en zebrafish no hay expresión de genes Hox anteriores ("mandibulares") en estos arcos.

Lo otro es que tanto la mandíbula, como las mandíbulas faríngeas, están compuestas de varios arcos faríngeos juntos... es decir, si hay homeosis, tendríamos que hablar de una suerte de transformación homeótica por "conglomerados" de al menos tres arcos branquiales cada uno...

Finalmente, parece que ha ocurrido mucho en los ciclidos que el procesamiento de el alimento ha sido "transferido" a las mandíbulas faríngeas, dejando las mandíbulas anteriores "libres" para adoptar otras funciones (o incluso perder los dientes). Esto es my interesante porque en ese escenario el efecto epigenetico sobre la morfología de las mandíbulas faríngeas sería simplemente inescapable. Es posible que un factor epigenético sea decisivo entre tener mandíbulas faríngeas débiles o fuertes....

Sería interesante recopilar más casos de posibles transformación homeótica epigenéticas.

Sanders dijo...

es decir, cuando una parte del cuerpo se expone a las mismas condiciones ambientales que otras, es lógico que puedan producir homeosis

Cnidus dijo...

¿Caso "antidarwinista"? ¿Por qué? Incluso los "monstruos esperanzados", que no me atrevo a afirmar si este pudiera ser uno de esos hipotéticos casos, están obligados a someterse a la selección natural.

Por otra parte, yo también he ido leyendo por ahí y al parecer las mandíbulas faríngeas no son algo raro en los peces y las hay con diverso grado de desarrollo. La morena de este caso, presenta, una alternativa más en su uso.

Cordial saludo!