Drosophila
melanogaster (en griego literalmente es:'amante del rocío de vientre negro'),
también llamada mosca del vinagre o mosca de la fruta, es una
especie de díptero braquícero de la familia Drosophilidae, que recibe su nombre porque se alimenta de frutas en
proceso de fermentación. Esta especie es muy reconocida pues es utilizada frecuentemente en
experimentación genética ya que posee un reducido número de cromosomas (cuatro pares), un breve ciclo de vida (de quince a
veintiún días) y aproximadamente el 61 % de los genes de enfermedades humanas que se conocen tienen una
contrapartida identificable en el genoma de las moscas de la fruta, y el
50 % de las secuencias proteínicas de la mosca tiene análogos en los
mamíferos.
Aunque la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) nos siga fastidiando alrededor de en nuestras cocinas cuando revolotean zumbando cerca algún alimento fermentado, en los laboratorios la mosca de la fruta es toda una estrella. Porque a pesar de su sencillez (solo tiene 4 pares de cromosomas, frente a los 23 de los humanos), comparte con nosotros el 75% de los genes que causan nuestras enfermedades, lo que la hace la candidata perfecta para estudiar dolencias que van desde el cáncer al alzhéimer.
Los espermatozoides de la mosca de la
fruta son filiformes,
pero no funcionan como lo que se ven, o sea, miles de hilos independientes,
sino como un material vivo colectivo: ellos poseen una estructura dinámica que
se mueve, se reorganiza y coopera para resolver uno de los problemas físicos
más extremos de la reproducción animal. Un estudio ha desentrañado el misterio de por qué las
colas de estas células masculinas, llegan a ser casi tan grandes como el propio
macho que las porta, pero no se enredan unas con otras como una madeja de
hilos…
Con todos los datos que se tienen sobre este asunto del que vamos a hablar hoy en el blog… Los investigadores llegaron a crear un modelo matemático en el que -cada espermatozoide está en algo similar a un 'túnel' - formado por sus vecinos, avanzando mediante ondas de flexión de su cola, algo parecido a cómo una lombriz avanza dentro de un tubo estrecho. El modelo predijo que ese movimiento colectivo genera fuerzas que mantienen el conjunto alineado y evitan los enredos. En la Universidad de Boston, con una fotografía nos han mostrado a una pareja de moscas de la fruta en plena cópula (ver)
Ya en el año 2023 hablamos en este blog ( lapesteloca ) sobre esta peculiar mosca (https://tinyurl.com/5n77f6ye) la Drosophila y señalábamos que había sido genéticamente modificada para que pudiese tener hijos sin que necesite de un macho para reproducirse… Ya sabíamos que las moscas de la fruta “pierden la cabeza” por el sexo: el deseo provoca en ellas que no capten las amenazas, y de este tema que nos recordaría a JoseLuis Rodríguez cantando, ya en abril del 2024, hablamos (https://surl.li/tqaiih) en este blog.
Lo cierto es que las moscas de la fruta (Drosophila
melanogaster) son seres sencillos que se reproducen rápidamente sin unas
condiciones muy especiales, así que es uno de los seres más estudiados y por
ello resulta ser el animal perfecto para los científicos, ya que el 75% de
genes asociados a determinadas enfermedades humanas tienen un equivalente en el
genoma de la mosca de la fruta. Además, es fácil de mantener, con un ciclo de vida corto que permite
realizar muchas pruebas en muy poco tiempo, aparte de que su tamaño permite que
muchos ejemplares convivan en un espacio reducido.
La Drosophila melanogaster posee
un 'superpoder' más, un poder que es
decisivo para la investigación: una sola pareja puede producir cientos de
huevos en pocos días. Es decir, cientos de posibles individuos para analizar.
No obstante, en torno a esto existe un misterio: el macho posee espermatozoides gigantes que llegan a
medir casi tanto como la propia mosca, con unas colas increíblemente largas
que, como dicta la lógica, serían candidatas perfectas a liarse como una madeja
de hilos. Pero eso no es lo que ocurre, a tenor del éxito reproductivo de esta
especie. Y ahora, un grupo de científicos de EE.UU. e India acaba de resolver
el misterio: los espermatozoides se mueven en una suerte de grupo de baile, o “material vivo” totalmente coordinado
que se reorganiza para evitar los enredos.
Para entender la magnitud del problema
es necesario conocer las medidas exactas: un macho adulto de la mosca de la
fruta mide aproximadamente dos milímetros de largo, el tamaño de una semilla de
sésamo. Una longitud muy cercada a la de uno de sus espermatozoides, que puede
llegar a medir 1,8 milímetros (como dato: si se extrapola esta proporción, es
como si una persona de 1,80 metros produjera células reproductivas de 1 metro
de largo). Y la cuestión se complica aún más si pensamos que miles de estas
células se almacenan en una vesícula seminal –el órgano masculino que almacena
los espermatozoides antes del apareamiento– que mide aproximadamente doscientos
micrómetros.
«Aunque
se han estudiado las presiones evolutivas que explican estas longitudes
extremas de los flagelos (colas), las consecuencias físicas de este gigantismo
siguen sin estar claras». exponen los autores. «Nuestro trabajo sugiere que las tensiones activas generadas por los
propios flagelos mantienen a los espermatozoides sin enredarse tanto en los
órganos de almacenamiento masculinos como femeninos, y establece a los
espermatozoides gigantes, en su entorno natural, como un ejemplo
fisiológicamente relevante de materia activa». Los resultados se publicaron
en 'Nature Physics'. Aquí observamos la comparación de la longitud de un espermatozoide de
la mosca de la fruta frente a de un humano(Ver).
La ciencia conoce la razón detrás de
que estas células sean enormemente largas: competición. Las hembras de la mosca
de la fruta –que también cuentan con sistemas reproductivos inusualmente largos– se aparean con varios machos durante
una misma cópula. Y en esta situación, el hecho de poseer más longitud tiene la
ventaja de desplazar a más competidores en el camino.
Lo que se conoce menos es sobre “el
desafío físico”, según señalan los autores, que supone empaquetar y
almacenar todas estas células. Así, para desentrañar el misterio, marcaron
espermatozoides vivos dentro del aparato reproductor de la mosca y, después,
con microscopía 3D, reconstruyeron cómo estaban colocados. Y ahí surgió la
sorpresa: las colas no estaban enredadas en un caos, sino que estaban alineadas
paralelamente, como grupos de fibras, formando una especie de material
ordenado.
Un espermatozoide de la mosca de la fruta
se muestra torpe; pero la situación cambia mucho cuando se unen en una suerte
de fibras, convirtiéndose en «material
vivo». El siguiente paso fue mirar más de cerca las colas (flagelos) tanto
de espermatozoides aislados como del conjunto de ellos. Así, vieron que uno
solo tenía poca movilidad y se movía de forma «torpe». Pero la situación
cambiaba drásticamente si estaban en grupo, ya que los espermatozoides vecinos
de empujan entre sí, se deslizan unos sobre otros y aparecen una suerte de
'corrientes' de dirección. Además, cuando introducían una 'perturbación', el
movimiento cambiaba y se separaban en direcciones opuestas, apoyándose unos en
otros, pero siguiendo patrones, dando cuenta de su grado organizativo.
En Maracaibo, el jueves 2 de julio, todavía en el trágico año 2026 del
terremoto de Caracas.