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Nariz de agua y aire

7 octubre, 2019 Agrobioteg

Nariz de agua y aire: los sistemas quimiosensoriales más sofisticados del mundo.

En los seres humanos y en general en el mundo animal, el sentido del olfato puede definirse de forma genérica como la percepción de sustancias químicas en el medio, mismas que frecuentemente pueden ser imperceptibles por otros sentidos y que comúnmente identificamos como olores. Un importante indicador de la importancia de este sentido, es que en varios animales, el 4% de su ADN está destinado al funcionamiento del olfato.


El sentido del olfato tiene un papel fundamental en la supervivencia de los animales, debido a que mediante la percepción de los olores se pueden modificar comportamientos importantes como el forrajeo (conductas asociadas a la búsqueda de alimento), el apareamiento, el comportamiento social y la evaluación del peligro. La modificación rápida del comportamiento mediado por los olores es el resultado de la exposición a entornos cambiantes, razón que demanda un sistema olfativo muy dinámico. El sistema olfativo presenta mecanismos de adaptación generalizados para ajustarse continuamente en respuesta a los olores. Además, los órganos olfativos son particularmente vulnerables a la exposición directa a contaminantes, metales pesados, neurotóxicos, agentes infecciosos y lesiones, lo que hace que la adaptación olfativa sea crucial.

Aunque en los animales terrestres el olfato se limita a percibir sustancias volátiles, en los animales acuáticos el sistema olfativo  percibe sustancias solubles en agua como aminoácidos, ácidos biliares, aminas, esteroides, prostaglandinas y nucleótidos. Los nucleótidos indican la frescura de los alimentos en las carpas. Los aminoácidos inducen un comportamiento de natación apetitivo caracterizado por un mayor número de vueltas y velocidad de natación en el pez cebra. Los esteroides y la prostaglandina F2α, que son hormonas liberadas en la orina, desencadenan comportamientos reproductivos específicos de especies y sexos en ciertas variedades de peces. Los ácidos biliares, que son esteroides secretados por el hígado y liberados en la orina, han sido implicados en la migración de las lampreas a sitios de desove. Además se sabe, desde hace tiempo, que los compuestos liberados de la piel de los peces heridos provocan una respuesta de alarma vigorosa y estereotipada de un cúmulo significativo de especies de peces. Esta respuesta de alarma se caracteriza por dardos seguidos de natación lenta o congelación.

Ahora sabemos que, tanto en animales terrestres como en peces, el mecanismo de operación del sistema olfativo es similar; sin embargo, surge cierta incertidumbre en cuanto a la forma de diferenciación de la afinidad, ya sea por los compuestos volátiles o por los que son solubles en agua; la respuesta se encuentra a nivel genético.

De acuerdo con una investigación llevada a cabo en el Tokyo Institute of Technology, existen dos tipos de receptores que se pueden expresar en las neuronas sensoriales olfativas; la clase I, identificada en peces y ranas, y que además, se encontró que es común en todos los vertebrados; y la clase II, que es específica para los animales terrestres. El objetivo principal de esta investigación fue encontrar los factores implicados en la diferenciación de estas dos clases y descubrieron que se debía a un factor de transcripción llamado Bcl11b. Los factores de transcripción son las proteínas responsables de “prender” o “apagar” genes, es decir, que depende de éstas proteínas que un gen pueda expresarse o no. En este caso, los receptores predeterminados en los vertebrados son los de clase I y cuando se encuentra presente el factor Bcl11b se expresa el gen responsable de los receptores de clase II.

Para esclarecer la información anterior podemos hablar de las ranas. Cuando la rana se encuentra en forma de renacuajo no se encuentra presente el factor Bcl11b, también llamada “nariz de agua” y cuando una parte de su epitelio olfativo comienza a expresar Bcl11b, aparecen los receptores de clase II, que se convierte en “nariz de aire” en ranas adultas. Esta investigación tiene una gran relevancia, ya que puede servir como base para el diseño de nuevos equipos con sistemas quimiosensoriales y monitorear los cambios en la composición química de diversos ambientes, basados en los receptores de neuronas sensoriales olfativas.

Como esta, existen muchas otras investigaciones que pueden servir como base para el diseño de nuevos productos y/o servicios. Si cuentas con una idea y te gustaría materializarla en un proyecto de desarrollo tecnológico, acércate con nosotros, en Agrobioteg te ayudaremos a capitalizar tu idea y llegar al siguiente nivel.

 


Fuentes

Nature

NCBI

Sciencedaily

Cell Press: current-biology

Springer Link

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