Cuán ciegos son los murciélagos? Color Visión gene study examines key sensory tradeoffs

¿podrían los hábitos nocturnos de los murciélagos de vivir en cuevas durante eones mejorar sus habilidades acústicas de ecolocalización, pero también estimular su pérdida de visión?,

un nuevo estudio dirigido por Bruno Simões, Emma Teeling y colegas ha examinado esta cuestión en la evolución de los genes de visión de color a través de un grupo grande y diverso de especies de murciélagos.

muestran que la expresión popular de ser «ciego como un murciélago» realmente no es cierta. Algunos murciélagos que tienen el tipo más avanzado de ecolocalización parecen haber cambiado la visión UV por una audición exquisita, y todos los murciélagos que no se ecolocalizan pero viven en cuevas también han perdido la visión UV. Esto sugiere que no todos los murciélagos son ciegos, pero algunos ciertamente han seleccionado otros sentidos sobre la visión.,

«Las habilidades sensoriales de los murciélagos han sido durante mucho tiempo una fuente de fascinación para los biólogos evolutivos», dijo Emma Teeling, la autora correspondiente del estudio, que aparece en la edición avanzada en línea de la revista Molecular Biology and Evolution. «Utilizando la filogenética y la biología molecular ahora podemos profundizar más en el precio evolutivo de adquirir ecolocalización y nocturnidad.»

Los murciélagos no son solo los únicos mamíferos que realmente pueden volar, sino también los únicos que dependen de la ecolocalización para abrirse camino en la búsqueda de presas en la oscuridad., Los científicos han argumentado durante mucho tiempo que las compensaciones con la visión de murciélago se hicieron como resultado de esta obtención de esta adaptación sensorial nocturna única.

para comprender mejor las fuentes de estas compensaciones, el equipo de investigación realizó la secuenciación del ADN y analizó los genes clave de la visión en los murciélagos, incluidos los genes de opsina SWS1 (sensible a longitud de onda corta, para luz azul/UV) y MWS/LWS (sensible a longitud de onda media o larga, para luz verde, amarilla y roja).

El trabajo de un gen de la opsina es hacer las proteínas fotosensibles de la retina que pueden convertir los fotones de luz a la vista para ver longitudes de onda particulares., Los análisis del gen opsin del equipo de investigación encuestaron el conjunto de datos más grande hasta la fecha en murciélagos, representando a 20 de 21 familias de murciélagos existentes que fueron elegidas principalmente por sus diversos tipos de ecolocalización y nichos ecológicos.

en el estudio, los autores han demostrado, entre las 111 especies examinadas, la pérdida de la función del gen SWS1 es más común en los murciélagos de lo que se pensaba anteriormente y sugiere que esto puede estar asociado con la adopción de la cueva dormideros por primera vez se remonta a casi 30 millones de años atrás., Encontraron varias mutaciones en los genomas de murciélagos que afectaron la función del gen SWS1, con un gen completamente no funcional encontrado en dos especies.

En general, hay un ajuste fino espectral que le sucedió a su visión para perder completamente la luz visible de longitud de onda corta en las longitudes de onda azules / UV en 26 de las 111 especies examinadas. Encontraron que para la mayoría de los murciélagos del Viejo Mundo, los murciélagos de las cuevas tienen una opsin SWS1 no funcional.

La Selección del gen de opsina SWS1 sensible al azul, sin embargo, varió significativamente entre las especies de murciélagos., El equipo de investigación encontró evidencia de múltiples mutaciones genéticas en las que diferentes especies de murciélagos han perdido la función del gen SWS1. Para identificar estas raíces genéticas, utilizaron análisis filogenéticos para construir árboles genéticos basados en los resultados de SWS1 y compararon firmas de selección entre diferentes nichos ecológicos, como especies ecolocalizadas vs.No ecolocalizadas y dormideros en cuevas vs. dormideros en cuevas.,

«nuestro trabajo apoya hipótesis previas que sugieren que la pseudogenización de la opsin SWS1 puede estar relacionada con la adopción de ecolocalización avanzada (ciclo de trabajo alto) y, hábitos de descanso en cuevas», dijo Teeling.

Cuando el gen SWS1 está presente y funcionando, los autores confirmaron que le da a los murciélagos la capacidad de ver con luz UV.

«nuestro análisis de sintonización espectral de los 11 sitios responsables de la sensibilidad a la luz en el gen opsina SWS1 en especies de murciélagos ancestrales y existentes, proporcionan un mayor apoyo para la presencia de visión UV en los murciélagos», dijo Teeling., «En mamíferos de dosel cerrado que habitan en bosques, una opsina SWS1 sensible a los rayos UV está asociada con un estilo de vida nocturno. Además, nuestros resultados demuestran que este pigmento visual ha sido sensible a los rayos UV en todos los murciélagos desde que divergieron por primera vez de otros mamíferos placentarios alrededor de 78 millones de años.»

Es importante destacar que los nuevos datos dejan claro que la pérdida de la función del gen SWS1 no siempre está asociada con la adquisición de ecolocalización avanzada, como se ha sugerido anteriormente.,

para los otros genes visuales, encontraron que entre las 45 especies examinadas, el gen de opsina MWS/LWS está altamente conservado a través de linajes y bajo fuerte presión evolutiva para mantener su función.

«nuestro análisis de sintonización espectral de los 5 sitios de aminoácidos responsables del λ max reveló que la mayoría de los pigmentos visuales bat MWS/LWS están sintonizados a una longitud de onda larga (~555-560nm)», dijo Teeling., «Esto sugiere que a pesar de la adquisición de la ecolocación laríngea y una larga historia de nocturnidad, el gen opsina MWS/LWS ha evolucionado bajo una restricción funcional muy fuerte en los murciélagos.»

» Los murciélagos no son ciegos, con la mayoría de las especies capaces de ver tanto en el rango UV y medio del espectro de color. Esto sugiere que la visión sigue siendo un medio importante de percepción sensorial, incluso en la ecolocalización, murciélagos nocturnos., Sin embargo, la adquisición del tipo más avanzado de ecolocalización coincide con la pérdida de la visión UV en la mayoría de los murciélagos y, sorprendentemente, el descanso en cuevas conduce a la pérdida de la visión UV en los linajes no ecolocantes. Esto sugiere que las compensaciones sensoriales son más complejas que las consideradas anteriormente y que los murciélagos todavía hacen temas fascinantes para comprender la evolución del sensoma de los mamíferos.»

Este estudio hace una fuerte contribución al debate científico en curso sobre la importancia de la visión del color para los animales nocturnos.