Resumen: Los investigadores descubren los matices de los comportamientos de apareamiento de los nematodos, revelando una interacción compleja entre los gusanos redondos hermafroditas y hembras en su búsqueda por reproducirse. Mientras que las hembras buscan activamente a los machos, acechándolos por el olor para aparearse, los hermafroditas exhiben un enfoque muy diferente, evitando el apareamiento hasta que agotan sus reservas de esperma.
Esta investigación no sólo mejora nuestra comprensión de las estrategias reproductivas de los nematodos, sino que también proporciona información sobre los mecanismos genéticos de atracción y evolución del comportamiento. El estudio sugiere que la presencia de esperma o líquido seminal en los hermafroditas actúa como un regulador del comportamiento, destacando una estrategia adaptativa dirigida a maximizar la diseminación genética.
Reflejos:
Los nematodos hembras exhiben comportamientos de apareamiento eficientes, incluido el seguimiento de los machos por el olor, un hecho previamente desconocido.
Los nematodos hermafroditas evitan aparearse hasta que se agota su reserva de esperma, lo que demuestra flexibilidad de comportamiento y una estrategia evolutiva para maximizar el paso de genes.
El estudio proporciona nuevos conocimientos sobre los mecanismos genéticos de atracción y la evolución de las estrategias reproductivas en uno de los organismos modelo más fundamentales.
Fuente: Universidad Rockefeller
Saltan chispas cuando una hembra de nematodo se encuentra con su pareja en una placa de Petri. Acechándolo por el olfato, ella se apresura y queda embarazada a los pocos momentos de contacto físico. Pero para la versión hermafrodita de estos pequeños gusanos redondos, la historia es completamente diferente.
Anatómicamente femeninos pero capaces de autofecundarse con su propia reserva de esperma, los hermafroditas permanecen categóricamente desinteresados en aparearse, hasta que se agota su reserva de esperma. Sólo entonces buscarán machos.
Estos detalles previamente desconocidos sobre los rituales de apareamiento microscópicos podrían ocultar pistas que conduzcan a una mejor comprensión de los mecanismos genéticos de la atracción, según un nuevo estudio publicado en la revista Science. Biología actual.
Desde una perspectiva de aptitud biológica, cualquier animal debería querer maximizar su propia contribución al acervo genético. Crédito: Noticias de neurociencia
Los resultados no sólo llenan importantes lagunas de conocimiento sobre un organismo modelo clave, sino que también arrojan nueva luz sobre la evolución de las estrategias reproductivas.
«Los biólogos apenas están comenzando a descubrir cómo evolucionan los comportamientos, y los comportamientos de cortejo son algunos de los más sorprendentes que hemos observado», dice Cori Bargmann, neurocientífica del Rockefeller. «Estudiamos los rituales de apareamiento de los nematodos para comprender mejor cómo cambian los comportamientos entre especies».
Los nematodos, comúnmente conocidos como lombrices intestinales, son un grupo diverso de organismos que se encuentran en casi todos los hábitats de la Tierra. Entre un puñado de especies hay hermafroditas capaces de autofecundarse. El equipo de Bargmann optó por comparar las estrategias de los miembros hermafroditas y no hermafroditas de la Caenorhabditis género.
«Todos estos animales tienen el mismo aspecto», dice Margaret Ebert, autora principal del estudio e investigadora asociada en el laboratorio de Bargmann. «Pero utilizan sus sistemas nerviosos de manera diferente, para producir comportamientos de apareamiento muy diferentes».
Los investigadores comenzaron observando las interacciones entre hombres y mujeres. Caenorhabditis. «No sabíamos casi nada sobre el comportamiento femenino», afirma Bargmann. «Antes de estudiar a los hermafroditas, la primera pregunta era qué hacen las mujeres».
El equipo observó tres comportamientos de apareamiento en las hembras de los nematodos: rastrean a los machos por el olor, dejan de moverse al entrar en contacto físico con el macho y abren sus vulvas para facilitar el apareamiento.
«La mujer es un modelo de eficiencia», afirma Ebert. “Muestra un fuerte deseo de encontrar pareja y, una vez en contacto, coopera. Menos de un minuto después de conocer a un hombre, está embarazada.
Uno de los hallazgos más sorprendentes es que la hembra sigue al macho mediante su sentido del olfato. «No lo sabíamos», dice Bargmann. “En general se supone que son los hombres quienes eligen. »
Nematodos hermafroditas
Luego, el equipo centró su atención en especies hermafroditas estrechamente relacionadas. Caenorhabditis. Estos nematodos comienzan su vida con un complemento de espermatozoides y óvulos y no siguen a los machos por el olfato.
Más bien, evitan activamente el apareamiento, y cuando los machos intentan aparearse, «es como el toro en un rodeo», dice Ebert. «Hacen movimientos bruscos para alejar al macho y huir».
Pero a medida que envejecen, los hermafroditas continúan produciendo óvulos y dejan de producir espermatozoides, dejándolos con gametos que no pueden autofecundarse. De repente, los nematodos machos se vuelven atractivos.
«Una vez que se les acaba el esperma, cambian», dice Bargmann. “No es que los hermafroditas hayan olvidado para qué sirven los hombres. Simplemente enmascara estos comportamientos durante parte de su vida y luego los libera más adelante, revelando un nivel sorprendente de flexibilidad conductual.
Esta flexibilidad de apareamiento tiene un significado evolutivo. Desde una perspectiva de aptitud biológica, cualquier animal debería querer maximizar su propia contribución al acervo genético. Mientras los hermafroditas puedan producir su propia descendencia, no tendrán ningún incentivo para mezclarse con los machos.
Pero una vez que no pueden hacerlo, se vuelve evolutivamente estratégico aparearse y producir descendencia con al menos la mitad de su material genético. El equipo sospecha que la presencia de esperma o líquido seminal actúa como una especie de regulador, lo que indica que se deben suspender los comportamientos de apareamiento.
Los resultados son un paso fundamental para responder las preguntas más fundamentales sobre cómo evolucionan los animales para optimizar el paso de su ADN. «Nuestros hallazgos añaden otra pieza a este rompecabezas», afirma Bargmann.
“Estas especies modifican su enfoque para maximizar el número total de genes que pueden transmitir a la siguiente generación. Es casi como si los hermafroditas leyeran un libro de texto de genética y preguntaran: «¿Cómo puedo maximizar mi condición física?». »
Sobre esta noticia de investigación en genética y atracción.
Autor: Catherine Fenz Fuente: Universidad Rockefeller Contactar: Katherine Fenz – Universidad Rockefeller Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.
Las especies masculinas/hermafroditas han surgido repetidamente a partir de un estado ancestral masculino/femenino en los nematodos, proporcionando un modelo para estudiar adaptaciones conductuales a diferentes estrategias reproductivas.
Aquí examinamos los comportamientos de apareamiento entre machos y hembras (gonocorísticos). Caenorhabditis especie en comparación con parientes masculinos/hermafroditas cercanos (androdieces).
Encontramos que las hembras de dos especies en el Elegante quimiotaxis grupal a olores volátiles de machos, pero no de hermafroditas. Las hembras, pero no los hermafroditas, también exhiben comportamientos conocidos de receptividad de apareamiento, como la sedación, cuando las estructuras reproductivas del macho entran en contacto con la vulva.
Centrarse en especies masculinas/femeninas C. nigoniMostramos que la quimiotaxis femenina hacia los machos está restringida a las hembras adultas que se acercan a los machos adultos o casi adultos y se basa en el factor de transcripción ODR-7 específico de la neurona AWA, al igual que la quimiotaxis masculina hacia el olor femenino, como se indicó previamente en C. elegans.
Sin embargo, la receptividad de las hembras durante el contacto sexual es odr-7 independiente. Todo C. nigoni Los comportamientos femeninos son suprimidos por el apareamiento y todos están ausentes en los hermafroditas jóvenes de especies hermanas. C. briggsae. Sin embargo, se puede descubrir receptividad latente durante el contacto sexual en mutantes o personas mayores. C. briggsae hermafroditas que carecen de esperma propio.
Estos resultados revelan dos componentes mecanísticamente distintos del cambio del comportamiento femenino al hermafrodita: la pérdida de comportamientos femeninos específicos. odr-7-quimiotaxis dependiente y un estado de receptividad reducida al contacto sexual dependiente de espermatozoides.
Hermafroditas de una segunda especie androdioica, C. tropical, recuperan todos los comportamientos femeninos a medida que envejecen, incluida la quimiotaxis hacia los hombres. Recuperar la receptividad sexual después del agotamiento de los espermatozoides podría maximizar la aptitud de los hermafroditas a lo largo de sus vidas.
Una galería de fotografías impactantes ocre Las pinturas dibujadas en enormes paredes rocosas ofrecen información sobre la estrecha relación entre los humanos y los animales que vivieron en el Amazonas hace miles de años.
La obra está ubicada sobre afloramientos rocosos del Cerro Azul, en la Serranía de la Lindosa, un acantilado en Colombia. Incluye 3.223 dibujos de humanos y animales, incluida una colección de peces, reptiles y mamíferos de distintos tamaños, según un nuevo estudio publicado en la edición de septiembre de la revista. Revista de Arqueología Antropológica.
Algunas imágenes incluso muestran animales y humanos transformándose entre sí, lo que indica «la rica mitología que ha guiado a generaciones de indígenas amazónicos», según un comunicado de la Universidad de Exeter.
Aunque los investigadores no han fechado formalmente el lienzo, estimaron que existía desde el año 10.500 a.C.
«Estos sitios de arte rupestre incluyen la evidencia más antigua de presencia humana en la Amazonía occidental, que data de hace 12.500 años», dijo el autor principal. Marcos Robinsondijo en el comunicado profesor asociado del Departamento de Arqueología e Historia de la Universidad de Exeter.
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El equipo descubrió al menos 22 especies de animales, entre ellos venados, aves, pecaríes, lagartos, tortugas y tapires. Después de comparar los dibujos de animales con antiguos huesos de animales cortados descubiertos en excavaciones cercanas, los arqueólogos descubrieron que la representación proporcional de los dibujos por especies no correspondía a la proporción de huesos de animales, lo que indica que los indígenas no solo pintaban lo que ellos comieron. Los huesos cortados incluían una dieta diversa, que incluía peces, mamíferos y reptiles, como serpientes y cocodrilos.
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El arte rupestre contiene una variedad de temas, que incluyen (a) pesca; (b, c, e) caza; (d) un mono saltador; y (f) un animal desconocido con rasgos circulares y cabeza curva. (Crédito de la foto: Universidad de Exeter)
«El arte ofrece una visión asombrosa de cómo estos primeros colonos veían su lugar en el mundo y cómo formaban relaciones con los animales», dijo Robinson. “El contexto demuestra la complejidad de las relaciones de los amazónicos con los animales, como fuente de alimento pero también como seres venerados, que tenían conexiones sobrenaturales y requerían negociaciones complejas por parte de los especialistas en rituales. »
Dada la extensión del arte rupestre, los investigadores optaron por centrarse en seis paneles, incluido El Más Largo, de 40 metros de largo, que contiene 1.000 dibujos, y el panel mucho más pequeño, de 10 metros de largo, conocido como Principal, que contiene 244 imágenes, según el comunicado.
Tras catalogar las obras, los investigadores descubrieron que el 58% de los dibujos eran figurativos, la mitad de los cuales eran imágenes de animales. También observaron escenas que mostraban a personas pescando.
Los investigadores sólo pueden especular sobre el propósito y el significado del arte rupestre.
«Si bien no podemos estar seguros del significado de estas imágenes, ciertamente ofrecen mayores matices a nuestra comprensión del poder de los mitos en las comunidades indígenas», dijo el coautor del estudio. José Iriarte«Estos hallazgos son particularmente reveladores con respecto a los aspectos más cosmológicos de la vida en el Amazonas, como lo que se considera tabú, dónde reside el poder y cómo se llevaron a cabo las negociaciones con lo sobrenatural», dijo el profesor de Arqueología de la Universidad de Exeter. .
Agrandar/ En esta fotografía tomada el 3 de julio se ve la nave espacial Strainer de Boeing acoplada a la Estación Espacial Internacional.
Los astronautas que abordaron la nave espacial Starliner de Boeing hacia la Estación Espacial Internacional el mes pasado aún no saben cuándo regresarán a la Tierra.
Los astronautas Butch Wilmore y Suni Williams han estado en el espacio durante 51 días, seis semanas más de lo previsto inicialmente, mientras los ingenieros en tierra resuelven problemas con el sistema de propulsión de Starliner.
Los problemas son dobles. Los propulsores de la nave espacial se sobrecalentaron y algunos de ellos se apagaron cuando Starliner se acercó a la estación espacial el 6 de junio. Otro problema, aunque quizás relacionado, son las fugas de helio en el sistema de propulsión del barco.
El jueves, funcionarios de la NASA y Boeing dijeron que todavía planeaban traer a Wilmore y Williams de regreso a bordo de la nave espacial Starliner. Durante las últimas semanas, los equipos de tierra completaron las pruebas de un propulsor en un banco de pruebas en White Sands, Nuevo México. Este fin de semana, Boeing y la NASA planean poner en órbita los propulsores de la nave espacial para comprobar su rendimiento una vez acoplada a la estación espacial.
«Creo que estamos empezando a acercarnos a esas piezas finales de la lógica de vuelo para asegurarnos de que podamos regresar a casa de manera segura, y ese es nuestro enfoque principal en este momento», dijo Stich.
Estos problemas han llevado a especulaciones de que la NASA podría decidir devolver a Wilmore y Williams a la Tierra a bordo de una nave espacial SpaceX Crew Dragon. Actualmente hay un barco Crew Dragon atracado en la estación y se espera que se lance otro con una nueva tripulación el próximo mes. Steve Stich, jefe del programa de tripulación comercial de la NASA, dijo que la agencia ha estudiado planes de respaldo para llevar a la tripulación de Starliner a casa a bordo de una cápsula SpaceX, pero el objetivo principal sigue siendo llevar a los astronautas de regreso a bordo de Starliner.
«Nuestra primera opción es completar la misión», dijo Stich. “Hay muchas buenas razones para completar esta misión y traer a Butch y Suni de regreso a bordo de Starliner. Starliner fue diseñada, como nave espacial, para tener a la tripulación en la cabina. »
El Starliner fue lanzado desde la Estación Espacial de Cabo Cañaveral en Florida el 5 de junio. Wilmore y Williams son los primeros astronautas en volar al espacio a bordo de la cápsula de tripulación comercial de Boeing, y este vuelo de prueba tiene como objetivo allanar el camino para futuros vuelos operativos para rotar tripulaciones de cuatro hacia y desde la Estación Espacial Internacional.
Una vez que la NASA certifique completamente a Starliner para misiones operativas, la agencia tendrá dos naves espaciales amigables para los humanos disponibles para vuelos a la estación. Crew Dragon de SpaceX transporta astronautas desde 2020.
Pruebas, pruebas y más pruebas.
La NASA extendió la duración del vuelo de prueba de Starliner para realizar pruebas y analizar datos en un esfuerzo por generar confianza en la capacidad de la nave espacial para llevar a su tripulación a casa de manera segura y comprender mejor las causas profundas del sobrecalentamiento de los propulsores y las fugas de helio. Estos problemas se encuentran dentro del módulo de servicio Starliner, que se desecha para quemarse en la atmósfera al reingresar, mientras que el módulo de tripulación reutilizable, con los astronautas dentro, se lanza en paracaídas para un aterrizaje amortiguado por una bolsa de aire.
La más importante de estas pruebas consistió en una serie de disparos de prueba de un propulsor Starliner en tierra. Este propulsor se tomó de un conjunto de hardware planeado para volar en una futura misión Starlink, y los ingenieros lo sometieron a una prueba de esfuerzo, tirando de él repetidamente para replicar la secuencia de pulsos que vería en vuelo. Las pruebas simularon dos secuencias de vuelo a la estación espacial y cinco secuencias que realizaría el propulsor durante el desacoplamiento y la salida de órbita para regresar a la Tierra.
«Este propulsor ha sufrido una serie de pulsaciones, quizás incluso más de las que anticiparíamos en vuelo, y más agresivas en términos de dos ascensos y cinco descensos», dijo Stich. “Lo que observamos en el propulsor es el mismo tipo de degradación del empuje que observamos en órbita. En varios propulsores (en Starliner) vemos un empuje reducido, lo cual es importante. »
La computadora de vuelo de Starliner apagó cinco de los 28 propulsores del sistema de control de reacción de la nave espacial, producidos por Aerojet Rocketdyne, durante su encuentro con la estación espacial el mes pasado. Cuatro de los cinco propulsores se recuperaron después de sobrecalentarse y perder empuje, pero los funcionarios declararon que uno de los propulsores era inutilizable.
El propulsor probado en tierra mostró un comportamiento similar. Las inspecciones del propulsor en White Sands mostraron hinchazón en un sello de teflón de una válvula oxidante, lo que podría restringir el flujo del propulsor de tetróxido de nitrógeno. Los propulsores, cada uno de los cuales genera alrededor de 85 libras de empuje, consumen el oxidante de tetróxido de nitrógeno, o NTO, y lo mezclan con combustible de hidracina para la combustión.
Una válvula de mariposa, similar a la válvula de inflado de un neumático, está diseñada para abrirse y cerrarse para permitir que el tetróxido de nitrógeno fluya hacia el propulsor.
«Esta válvula tiene un sello de teflón en el extremo», explicó Nappi. “Bajo el efecto del calor y el vacío natural que se produce cuando se dispara el propulsor, esta junta se deformó e incluso se abombó ligeramente. »
Stich dijo que los ingenieros están evaluando la integridad del sello de teflón para determinar si podría permanecer intacto durante el desacoplamiento y la salida de órbita de la nave espacial Starliner. No se necesitan propulsores mientras Starliner está conectado a la estación espacial.
“¿Podría esta foca en particular sobrevivir el resto del vuelo?” Esa es la parte importante”, dijo Stich.
Un nuevo estudio ha descubierto que el código genético del Amoebidium unicelular contiene restos de antiguos virus gigantes, lo que proporciona información sobre la evolución genética de la vida compleja. Este hallazgo revela que estos genes virales, aunque potencialmente dañinos, se mantienen inactivos mediante procesos químicos dentro del ADN de Amoebidium, lo que sugiere una relación más compleja entre los virus y sus huéspedes, lo que podría afectar nuestra comprensión de la evolución genética de otros organismos, incluidos los humanos.
Los microorganismos revelan cómo nuestros predecesores unicelulares incorporaron ADN viral en sus propios genomas.
Los investigadores han descubierto restos de antiguos virus gigantes en el genoma de Amoebidium, un organismo unicelular, lo que sugiere que dichas secuencias virales pueden haber desempeñado un papel en la evolución de formas de vida complejas. Este estudio destaca la relación dinámica entre los virus y sus huéspedes, que también refleja la genética humana.
Un nuevo estudio publicado en la revista científica ha descubierto un giro sorprendente en la historia evolutiva de la vida compleja. Avances científicosInvestigadores de la Universidad Queen Mary de Londres han descubierto que un organismo unicelular, estrechamente relacionado con los animales, contiene restos de antiguos virus gigantes en su código genético. Este descubrimiento proporciona una mejor comprensión de cómo los organismos complejos pudieron adquirir algunos de sus genes y destaca la interacción dinámica entre los virus y sus huéspedes.
El estudio se centró en un microbio llamado Amoebidium, un parásito unicelular que se encuentra en ambientes de agua dulce. Al analizar el genoma de Amoebidium, los investigadores dirigidos por el Dr. Alex de Mendoza Soler, profesor titular de la Escuela de Ciencias Biológicas y del Comportamiento de Queen Mary, descubrieron una sorprendente abundancia de material genético de virus gigantes, algunos de los virus más grandes conocidos por la ciencia. Estas secuencias virales estaban fuertemente metiladas, una etiqueta química que a menudo silencia los genes.
«Es como encontrar caballos de Troya escondidos dentro del Amoebidium ADN«Estas inserciones virales son potencialmente peligrosas, pero Amoebidium parece controlarlas silenciándolas químicamente», explica el Dr. de Mendoza Soler.
El microbio Amoebidium appalachense vive su ciclo de desarrollo en el laboratorio. Los núcleos se dividen dentro de una célula hasta la madurez (~40 h en el video), cuando cada núcleo se convierte en una sola célula y la colonia se rompe dando lugar a la descendencia. Crédito: Álex de Mendoza
Investigación actual e implicaciones.
Luego, los investigadores estudiaron el alcance de este fenómeno. Compararon los genomas de varios aislados de Amoebidium y encontraron una variación significativa en el contenido viral. Esto sugiere que el proceso de integración y silenciamiento viral es continuo y dinámico.
«Estos resultados desafían nuestra comprensión de la relación entre los virus y sus huéspedes», afirma el Dr. de Mendoza Soler. “Tradicionalmente, los virus se consideran invasores, pero este estudio sugiere una historia más compleja. Las inserciones virales pueden haber desempeñado un papel en la evolución de organismos complejos al proporcionarles nuevos genes. Y esto es posible gracias a la domesticación química del ADN de estos intrusos. »
Células de Amoebidium appalachense teñidas para detectar ADN (en azul, que muestra el núcleo) y actina (en verde), resaltando las membranas celulares en la etapa de celularización de la colonia. Crédito: Álex de Mendoza
Además, los descubrimientos realizados sobre Amoebidium ofrecen paralelos intrigantes con la forma en que nuestros propios genomas interactúan con los virus. Al igual que Amoebidium, los humanos y otros mamíferos tienen restos de virus antiguos, llamados retrovirus endógenos, incrustados en su ADN. Si bien estos restos se consideraban anteriormente “ADN basura” inactivo, ahora algunos pueden ser beneficiosos. Sin embargo, a diferencia de los virus gigantes que se encuentran en Amoebidium, los retrovirus endógenos son mucho más pequeños y el genoma humano es significativamente más grande. Investigaciones futuras pueden explorar estas similitudes y diferencias para comprender la compleja interacción entre virus y formas de vida complejas.
Referencia: “La metilación del ADN permite la endogenización recurrente de virus gigantes en un animal relacionado” por Luke A. Sarre, Iana V. Kim, Vladimir Ovchinnikov, Marine Olivetta, Hiroshi Suga, Omaya Dudin, Arnau Sebé-Pedrós y Alex de Mendoza, 12 de julio , 2024, Avances científicos. DOI: 10.1126/sciadv.ado6406
