¿Por qué el pez cavernario mexicano no tiene ojos?

El tetra mexicano desarrolló la capacidad de vivir sin ver cuando sus primos que habitaban en la superficie pasaron a vivir en cuevas de piedra caliza oscura durante el período Pleistoceno.

Antes de entrar en el material científico detrás de este peculiar pez ciego, permíteme hacerte cosquillas. Aquí hay una broma para ti.

¿Cómo llamas a un pez sin ojos?

¡Una broma tonta! Estoy de acuerdo

Ahora, no es raro encontrarse con un pez ciego entre un banco de peces. Hay algunas personas desafortunadas que simplemente nacen sin ojos.

Sin embargo, ¿hay alguna especie en la que no tener globos oculares sea parte de su proceso natural de evolución?

Permítanme presentarles a Astyanax mexicanus, comúnmente conocido como el pez cavernario ciego mexicano o el tetra cavernario ciego. Viven en un estado perpetuo de oscuridad durante la gran mayoría de su vida. La degeneración de sus ojos se debe a que la especie no prestó atención al principio de evolución de “úsalo o piérdelo”.

Entonces, ¿por qué la especie sufrió una modificación tan drástica? ¿Y son ciegos de nacimiento?

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El pez cavernario ciego mexicano

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El tetra mexicano (Crédito de la foto: Grand-Duc/Wikimedia commons)

La mera idea de entrar en una cueva sin una linterna y navegar en la oscuridad total puede ser desconcertante. Sin embargo, el tetra mexicano ha desarrollado la capacidad de vivir sin vista. Durante el período Pleistoceno, los peces Astyanax con ojos que habitan en la superficie (epígea) cambiaron a vivir en las cuevas de piedra caliza entre el centro de México y el sur de Texas. A lo largo de los años, sus descendientes evolucionaron hasta perder los ojos y la pigmentación, y han llegado a ser conocidos como el tetra mexicano cavernícola (hipogeo).

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Regiones Se encuentra Astyanax mexicanus (Crédito de la foto: MiguelCampos /Wikimedia commons)

Por lo tanto, una sola especie, Astyanax mexicanus, se dividió en dos tipos: el pez que habita en la superficie con ambos ojos y el pez que habita en cuevas sin ojos. El pez cavernario mexicano es un pez teleósteo que pertenece al orden Characiformes. Son trogloditas, lo que significa que pasan su vida en la oscuridad de las cuevas del norte de México.

Como la mayoría de los trogloditas, las características del pez cavernario mexicano incluyen ceguera, pérdida de pigmentación, sentidos táctiles y químicos mejorados, capacidad avanzada para encontrar alimentos, necesidades energéticas reducidas, atracción por las vibraciones, vida útil más corta, diversidad genética reducida y tamaños de población más pequeños.

¿Los peces de las cavernas mexicanos nacen sin ojos?

El pez cavernario mexicano sigue un camino de formación de ojos similar al de sus parientes que viven en la superficie A. mexicanus. El cavefish forma un pequeño ojo rudimentario durante las primeras 24 horas del desarrollo embrionario, pero poco después, el desarrollo del ojo se detiene y comienza el proceso de cambios regresivos, como la degeneración del ojo y la pérdida de pigmentación.

Tetras mexicanos epígeos y cavernícolas Astyanax mexicanus

Dos Astyanax mexicanus que habitan en la superficie y un tetra mexicano ciego que habita en cuevas (Crédito de la foto: Richard Borowsky /Wikimedia commons)

El primer signo de degeneración está marcado por la apoptosis (muerte celular) del cristalino, seguida de la degeneración de la retina. En última instancia, los ojos se hunden en la órbita y las escamas no pigmentadas cubren el ojo, al igual que el resto del cuerpo.

¿Qué causa la ceguera?

La ceguera en el tetra mexicano es causada por algunas mutaciones genéticas, también conocidas como “interruptores maestros”. Para el cavefish mexicano, hay un interruptor maestro que controla el desarrollo del ojo. El interruptor puede desactivar el gen del ojo, haciéndolo inútil. Y este interruptor maestro en el cavefish es… shh.

No, no es un secreto… ‘shh’ se refiere a la molécula erizo sónico (Shh). “Sonic hedgehog” es una molécula de señalización, no el personaje de dibujos animados.

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El tipo equivocado de erizo sónico (Crédito de la foto: Pixabay)

Shh es un poderoso morfógeno que controla el destino de las células en un cerebro en desarrollo. Es responsable no solo de las modificaciones en el desarrollo de los ojos, sino también del cerebro anterior del pez de las cavernas.

Durante la embriogénesis temprana, las señales shh de la línea media anterior de la placa neural deciden el nivel de ciertos genes (Pax6, Pax2 y Vax1). Estos genes juegan un papel fundamental en la formación de tejidos y órganos durante la embriogénesis. El aumento de la señalización de shh conduce a la degeneración de los ojos, mientras que la falta de señales de shh conduce a la formación de ojos ligeramente más grandes.

En el caso de cavefish, se observa un aumento en los niveles de señalización shh. Esto provoca un desequilibrio entre los niveles de Pax6, Pax2 y Vax1. (Fuente). Estos genes son responsables de determinar el espacio entre los dos ojos y el tamaño de las copas ópticas. Este desequilibrio da como resultado la formación de copas ópticas más pequeñas y tallos ópticos más largos. La sobreexpresión de las señales shh provoca la apoptosis del cristalino y detiene el desarrollo del ojo.

Pez de cueva ciego

El pez cavernario ciego (Crédito de la foto: Flickr)

Sin embargo, el alcance de los mecanismos celulares y moleculares involucrados en esta mutación aún no se comprende por completo.

¿Por qué se produce esta mutación?

Todos los organismos han pasado y siguen pasando por el proceso evolutivo. Algunos pierden una característica ancestral para adaptarse a su entorno cambiante. La pérdida del coxis humano es uno de esos ejemplos clásicos. Del mismo modo, el pez de las cavernas perdió los ojos y la pigmentación debido a la evolución de la especie. Aunque aún no se ha determinado la verdadera explicación detrás de esta mutación, actualmente existen tres teorías para los cambios regresivos en el pez de las cavernas.

  1. Selección natural directa: Esta teoría proporciona una explicación sencilla de la pérdida del ojo en el tetra mexicano. Dado que el hábitat del pez es una cueva oscura, el ojo no proporciona ninguna ventaja visual a la especie. En cambio, la ausencia de ojos les ayuda a conservar su energía, ya que la fuente de alimento es escasa en las cuevas. El mantenimiento de los tejidos oculares y los nervios ópticos requiere grandes cantidades de energía metabólica.
  2. Selección indirecta: Esto emplea el fenómeno de la pleiotropía, donde una sola mutación genética afecta a más de un rasgo. La señalización de Shh en cavefish afecta negativamente al ojo, pero también tiene efectos positivos en el desarrollo de las papilas gustativas. Un aumento en el número de papilas gustativas permite que los peces encuentren comida de manera más efectiva. Por lo tanto, ¡la especie tuvo que cambiar la visión por más papilas gustativas!
  3. Deriva genética: Esta hipótesis sugiere que la selección natural no tuvo ningún papel en la mutación observada en el tetra mexicano. Más bien, la mutación genética ocurrió debido a eventos aleatorios.

Sin embargo, ninguna de estas teorías ha sido definitivamente probada todavía.

Conclusión

En un trato con la evolución, parece que los peces de las cavernas cambiaron sus ojos por otros sentidos que les dan una mejor oportunidad de sobrevivir en las oscuras cuevas de México. Obtuvieron papilas gustativas adicionales que les ayudan a encontrar comida más rápidamente en la oscuridad de las cuevas. Además, han desarrollado un mejor sistema mecano-sensorial, lo que les permite percibir su entorno mediante la detección de vibraciones.

¡Con todo, ser ciego resultó ser una gran ventaja para las especies cavernícolas de Astyanax Mexicanus!

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