¿Por qué todos los peces de las cavernas mexicanos son ciegos?

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

Antes de entrar en el tema científico detrás de este peculiar pez ciego, permítame hacerle cosquillas en su hueso de la risa. Aquí tienes una broma.

¡Una broma tonta! estoy de acuerdo

Ahora bien, no es raro encontrar 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 ojos sea parte de su proceso natural de evolución?

Permítanme presentarles Astyanax mexicanus, comúnmente conocido como el pez mexicano ciego de las cavernas o el ciego de las cavernas Tetra. Viven en un estado perpetuo de oscuridad durante la mayor parte de su vida. Su degeneración ocular 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? ¿Están ciegos de nacimiento?

El pez de las cavernas ciego mexicano

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 ver. Durante el período Pleistoceno, los peces Astyanax con ojos y habitantes de la superficie (epígeos) pasaron 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 para perder los ojos y la pigmentación, y se les conoce como el tetra mexicano que habita en cuevas (hipogeo).

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

Por lo tanto, una sola especie, Astyanax mexicanus, se ramificó en dos tipos: el pez que vive en la superficie con ambos ojos y el pez que vive en cuevas sin ojos. El pez de las cavernas 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 de las cavernas mexicanas incluyen ceguera, pérdida de pigmentación, sentidos táctiles y químicos mejorados, capacidad avanzada para encontrar alimentos, necesidades energéticas reducidas, atracción por vibraciones, vida más corta, diversidad genética reducida y tamaños de población más pequeños.

¿Nacen sin ojos?

Los peces de las cavernas mexicanos siguen una trayectoria de formación de ojos similar a la de sus parientes A. mexicanus, que viven en la superficie. El pez de las cavernas forma un pequeño ojo rudimentario durante las primeras 24 horas de desarrollo embrionario, pero poco después, el desarrollo ocular se detiene y comienza el proceso de cambios regresivos, como la degeneración ocular y la pérdida de pigmentación.

Dos Astyanax mexicanus que viven en la superficie y un tetra mexicano ciego que vive en una cueva (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 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 pez de las cavernas mexicano, hay un interruptor maestro que controla el desarrollo del ojo. El interruptor puede desactivar el gen del ojo, volviéndolo inútil. Y este interruptor maestro en el pez de las cavernas es … shh.

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

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 del ojo, sino también del prosencéfalo 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 un poco más grandes.

En el caso del pez de las cavernas, 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.

El pez ciego de las cavernas (Crédito de la foto: Flickr)

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

¿Por qué ocurre esta mutación?

Todos los organismos han pasado y todavía están pasando por el proceso evolutivo. Algunos pierden una característica ancestral para adaptarse a su entorno cambiante. La pérdida del cóccix 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 la única explicación verdadera detrás de esta mutación aún no está determinada, actualmente existen tres teorías para los cambios regresivos en el pez de las cavernas.

1. Selección natural directa: Esta teoría proporciona una explicación simple de la pérdida del ojo en el tetra mexicano. Dado que el hábitat de los peces 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. Mantener 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 Shh en el pez de las cavernas 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 alimento de manera más eficaz. 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 probada definitivamente todavía.

Conclusión

En un trato con la evolución, parece que el pez de las cavernas cambió 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.

En general, ser ciego demostró ser una gran ventaja para las especies de Astyanax Mexicanus que viven en cuevas.