Ciencia y Tecnología

Revelan cómo las luciérnagas desarrollan y controlan su órgano luminoso

Una luciérnaga acuática Aquatica leii macho vuela y parpadea en busca de hembras. Xinhua Fu

El órgano luminoso de las luciérnagas, llamado linterna, ayuda a los ejemplares jóvenes a repeler a los depredadores y a los adultos a comunicarse durante el cortejo. Es una característica muy especial, porque cada luciérnaga utiliza un patrón de destellos único para encontrar una pareja adecuada. Mientras algunas tienen un parpadeo sincronizado, otras no. Algo que ha hecho que su juego de luces se convierta, en muchas partes del mundo, en auténticas atracciones turísticas.

Sin embargo, aún no sabíamos mucho sobre cómo estos animales desarrollaban su órgano más característico. Hasta que este martes la revista científica Nature Communications ha publicado un artículo en el que se detalla cómo las luciérnagas desarrollan su linterna y controlan sus destellos. Los investigadores apuntan que los responsables son los reguladores genéticos y las enzimas peroxinas, y apuntan que estos hallazgos pueden ayudarnos a comprender mejor estos animales.

Los científicos decodificaron el genoma de la luciérnaga acuática Aquatica leii y descubrieron que los miembros de la familia de genes homeobox, que tienen funciones bien establecidas en el desarrollo de los insectos, también son claves para la formación del órgano luminoso adulto. Estos genes primero ayudan a posicionar correctamente el órgano de luz dentro del abdomen. Y además, activan la expresión de genes clave generadores de luz, incluidas la luciferasa y las peroxinas. La linterna se desarrolla durante la fase de pupa, la tercera dentro del ciclo de vida de las luciérnagas y la última antes de pasar a considerarse ejemplares adultos.

"En conclusión, nuestro estudio reveló una serie de mecanismos novedosos por
mediante los cuales dos factores de transcripción homeobox clave regulan el desarrollo de órganos luminosos adultos y la bioluminiscencia: AlABD-B, que regula AlUNC-4, e interactúan entre sí. Las peroxinas AlPex13 y AlPex14 estaban reguladas por AlABD-B. AlLuc1, AlPex5 y AlPxmp2 estaban reguladas por AlABD-B y AlUNC-4 simultáneamente, pero AlABD-B era esencial", recogen los autores en el estudio.

"AlUNC-4 potenció la actividad de transactivación de AlABD-B, lo que
activando fuertemente la expresión de genes corriente abajo. AlPEX13 y
AlPEX14 interactuaban para ayudar a AlPEX5 en la importación de AlLUC1 a los peroxisomas. AlPXMP2 y AlLUC1 interactuaron y participaron en la
importación de AlLUC1 a los peroxisoma
s", añadieron.

Según detallaron los expertos, cuando las luciérnagas son larvas los órganos luminosos se forman con finalidad aposemática en el octavo segmento abdominal. Es decir, para repeler a los depredadores. En las luciérnagas adultas, los órganos luminosos están situados en la superficie ventral de los ventritos 6 y 7 en los machos, y del ventrito 6 en las hembras.

Los órganos luminosos de los adultos constan de tres capas distintivas: cutícula, capa fotogénica y capa dorsal o de ácido úrico. "Nuestra hipótesis es que los factores clave que influyen en el desarrollo de los órganos luminosos adultos y en la bioluminiscencia son la expresión del gen de la
luciferasa al orgánulo de reacción de las células luminiscentes", expresaron los autores del estudio.

Para analizar el ensamblaje del genoma a nivel cromosómico la Aquatica leii, que es una especie poco común, los investigadores utilizaron tecnologías de secuenciación por nanoporos de una sola molécula y de captura de conformación cromosómica. Y además, presentaron los estudios y análisis funcionales de los dos factores de transcripción homeobox que regulan el desarrollo del órgano luminoso adulto.

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