Los mamíferos 'reciclaron' sus ojos para ver de noche

Cuando los primeros mamíferos pisaron la tierra tuvieron que adaptarse al reino de las sombras. Era el tiempo en que los dinosaurios dominaban el día y lo más seguro para ellos era adoptar hábitos nocturnos si no querían morir devorados o aplastados por gigantes. El proceso se produjo poco a poco y sumando una serie de adaptaciones cuya huella ha quedado en los genes y en los ojos de todos sus descendientes. Pero, ¿cuáles fueron los pasos concretos para esa adaptación de los receptores del ojo al mundo de la oscuridad?

La huella de este cambio ha quedado en los genes y en los ojos de todos sus descendientes.

El equipo de Anand Swaroop, del Instituto Nacional del Ojo, en Estados Unidos, aporta esta semana en la revista Developmental Cell una serie de pruebas genéticas que copntribuyen a resolver este curioso puzle. Desde hace tiempo los científicos han comprobado que la mayoría de los mamíferos tenemos ojos dominados por bastones (receptores de contraste luz/oscuridad) mientras que el resto de animales, como ranas, pájaros y peces, tienen ojos dominados por los receptores del color, los llamados conos. Lo que sabemos hasta ahora es que los mamíferos se adaptaron a la oscuridad, perdiendo algunos receptores de color, y que algunos de ellos (como nosotros los primates y algunos marsupiales) desarrollamos de nuevo receptores al color más adelante para conseguir la visión tricromática. Pero el proceso que llevó a aquellos cambios no se conoce con detalle. 

El equipo de Swaroop ya había descubierto previamente que un factor de transcripción genética llamado NRL interviene en algunas etapas del desarrollo para frenar los genes que intervienen en la creación de un cono (receptor del color) y lo induce a convertirse en un bastón (receptor de luminosidad). "Empezamos a preguntarnos si, de alguna manera, los conos de longitud de onda corta se convirtieron en bastones durante la evolución", asegura la investigadora. Analizando el desarrollo de las células visuales en etapas embrionarias de ratones, los autores del trabajo descubrieron que diez días después de nacer en algunas células del ojo se había frenado la expresión de ciertos genes y se habían convertido en bastones, mientras que en los peces cebra, por ejemplo, esto no sucedía y los bastones no se parecían en nada a los conos.

Los conos de longitud de onda corta se convirtieron en bastones durante la evolución

Hasta aquí los indicios parecían claros, pero hacía falta comprobar si en el resto de mamíferos se producía el mismo proceso, así que los investigadores analizaron el genoma de una serie de animales vertebrados en busca de los estos cambios. Lo que hallaron fue que los genes responsables de la regulación de expresión NRL intervienen en los mamíferos a medida que la retina evoluciona y no aparece en muchos grupos de no mamíferos. Lo que les lleva a pensar que el origen de este sistema de regulación coincide temporalmente con la adaptación de los primeros mamíferos a la oscuridad.

En resumidas cuentas, explican los científicos, el factor de transcripción NRL fue esencial para que los primeros mamíferos se adaptaran a la visión nocturna transformando células receptoras del color de menor longitud de onda (seguramente los que captaban la luz cerca del ultravioleta) en receptores de luminosidad (conos) que les permitían ver mejor en la noche.  "Estos bastones conservan la huella molecular de los conos de longitud de onda corta", explica Swaroop. "Hemos aportado pruebas de que adquiriendo los elementos regulatorios para que el NRL cambie los conos de baja longitud de onda en bastones, los primeros mamíferos cambiaron un tipo de células que capturaban luz ultravioleta - que no es necesaria de noche - en algo que era extremadamente sensible a la luz". 

Referencia: Recruitment of Rod Photoreceptors from Short Wavelength Sensitive Cones during the Evolution of Nocturnal Vision in Mammals (Developmental Cell)