Las moscas son tan sigilosas y veloces al mismo tiempo que pueden llegar a desesperar a más de uno, especialemente ahora con el calor, durante momentos de disfrute como una barbacoa con amigos en exteriores o una plácida siesta. Les gusta estar en los mejores momentos del ser humano, aunque a pocos les haga gracia tener esta compañía, (pese a que estos dípteros son esenciales para el medio ambiente). Luego ya tema a parte es cazarlas al vuelo: misión imposible.
Precisamente para entender por qué estos insectos se mueven como lo hacen, investigadores del centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, ha desvelado cómo se forma el halterio, una estructura fundamental para el vuelo de las moscas. Este pequeño órgano, situado detrás de las alas principales, actúa como un giroscopio biológico, que ayuda al insecto a estabilizarse en el aire. El estudio ha sido publicado en la revista Current Biology.
Desmontando el halterio
La investigación ha sido liderada por José Carlos Pastor Pareja, director del Laboratorio de Arquitectura Celular y Tisular en el Sistema Nervioso del Instituto de Neurociencias, y ha demostrado que, al contrario de lo que se pensaba, el halterio no es una estructura hueca, sino que sus dos superficies están conectadas internamente a través de un sofisticado sistema celular que estabiliza su forma redondeada. Según explica Pastor Pareja, “esta estructura es un sistema de estabilización que recuerda a los soportes arquitectónicos: sin estas conexiones internas, el halterio se alarga y pierde su forma, igual que una carpa sin tensores”, explica.
Desarrollo del halterio, según las pruebas microscópicas del Instituto de Neurociencias / INFORMACIÓN
Metamorfosis
Cuando la mosca hace la metamorfosis, es decir, cuando pasa de larva a adulto, las alas y los halterios se desarrollan a partir de una fina capa de células. En el caso del halterio, el equipo ha descubierto que primero se degrada una matriz extracelular rica en colágeno que separa sus dos caras. Esta degradación permite que se formen proyecciones celulares que conectan ambas superficies a través de una matriz con otra proteína, la laminina, formando una especie de armazón interno.
Conexiones
Estas conexiones actúan como tensores biológicos, que permiten resistir las fuerzas que de otro modo deformarían el órgano. Cuando este sistema falla, como ocurre en los modelos de mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) modificados genéticamente por el equipo, el halterio pierde su forma redondeada, clave para su función. Además, el estudio revela que el halterio está sometido a una tensión constante, es decir, que tiene una fuerza que tira de su base y otra que lo ancla a la cutícula externa del insecto. Es precisamente este sistema interno de tensores el que equilibra ambas fuerzas para mantener su geometría.
Técnicas avanzadas
Para observar estos efectos, el equipo utilizó técnicas avanzadas de microscopía electrónica y grabaciones en vivo durante la metamorfosis de la mosca. “Hemos visto que se producen una serie de proyecciones celulares que estabilizan la forma redondeada del halterio al contrarrestar fuerzas que de otro modo lo deformarían”, indica el científico. Al hilo, sostiene que han detectado que al eliminar esta estructura que tiene la mosca como soporte en modelos mutantes, el órgano pierde la geometería que lo hace funcional.
Investigadores de Neurociencias CSIC-UMH que han profundizado en el halterio de las moscas / INFORMACIÓN
Mecanismo
Los resultados de este trabajo van más allá del caso particular de la mosca de la fruta, ya que aportan ideas generales sobre cómo los órganos adquieren su forma en los animales, una cuestión fundamental en biología del desarrollo. Además, pueden inspirar nuevas formas de abordar cuestiones como la ingeniería de tejidos o el diseño de estructuras biomiméticas después de haberse desentrañado este mecanismo, que combina degradación de colágeno, adhesión celular y tensores internos que refuerzan la estructura desde dentro.
Colaboradores
El estudio se ha llevado a cabo en colaboración con los científicos Yuzhao Song y Tianhui Sun, de la Universidad de Tsinghua (China); los investigadores Paloma Martín y Ernesto Sánchez Herrero, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO, CSIC-UAM); y Jorge Fernández Herrero, de la Universidad de Alicante. Además, ha contado con la financiación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, el Programa para Centros de Excelencia Severo Ochoa del Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH), la Fundación Ramón Areces y la Fundación Nacional de Ciencia de China.
Suscríbete para seguir leyendo
