Somos lo que comemos
La dieta impulsa la evolución
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Las diferentes formas de pico y mandíbula son ejemplos ilustrativos de cómo las especies animales se han adaptado a distintas fuentes de alimento. En un nuevo estudio publicado en la revista Nature, los investigadores muestran ahora cómo la propia dieta moldea la composición del tejido intestinal, utilizando como ejemplo los muy diversos peces cíclidos.
Sección transversal de los pliegues intestinales en el intestino anterior de Neolamprologus brevis. Se destacan dos genes que desempeñan un papel especialmente importante en el intestino de las especies depredadoras. El color turquesa indica la actividad de un gen implicado en el procesamiento de proteínas; el magenta indica la actividad de un gen implicado en el metabolismo energético.
Patrick Tschopp, University of Basel
El lago Tanganica, en África, alberga uno de los ejemplos más impresionantes de evolución rápida. Aquí han evolucionado unas 250 especies de peces cíclidos, cada una especializada en diferentes nichos ecológicos dentro del limitado entorno del lago. Algunos se alimentan de algas o plancton, mientras que otros son depredadores que arrancan las escamas a otros peces o se alimentan de peces más pequeños.
Las fuentes de alimento de los cíclidos suelen ser evidentes por su boca: sus mandíbulas tienen una forma que se adapta perfectamente a sus respectivas dietas, por ejemplo, para raspar las algas de las rocas o arrancar las escamas de otros peces. También se ha documentado la relación entre la dieta y la longitud intestinal de muchas de estas especies.
Un equipo dirigido por el Dr. Antoine Fages, el Prof. Dr. Patrick Tschopp y el Prof. Dr. Walter Salzburger, de la Universidad de Basilea, ha identificado ahora otro nivel de adaptación a distintas fuentes de alimento. "Hasta ahora se sabía poco sobre cómo se adapta el tracto digestivo a diferentes dietas a nivel de células y procesos celulares", afirma Antoine Fages, primer autor del estudio, que describe con precisión estas adaptaciones en Nature, utilizando como ejemplo los cíclidos.
De los rasgos externos a las células intestinales
Por primera vez, los investigadores relacionaron la composición celular del intestino con las características anatómicas y los nichos ecológicos de las distintas especies de cíclidos. Utilizando modernos métodos de secuenciación unicelular, el equipo examinó las células intestinales y los programas genéticos activos en ellas en 24 especies de cíclidos.
Los resultados muestran que no sólo se han adaptado los rasgos visibles de los animales: en los cíclidos carnívoros, el epitelio intestinal -es decir, el revestimiento interno del intestino- contenía más células especializadas en la absorción de grasas y nutrientes. Estas células desempeñan un papel importante en el procesamiento de alimentos ricos en energía.
Espacio para adaptaciones evolutivas
"Esto sugiere que el nicho ecológico influye indirectamente en la especificación de los tipos celulares y, por tanto, en la composición de los tejidos del intestino", explica Patrick Tschopp. Además, muchos genes activos en estas células parecen tener poca influencia en otros procesos del organismo. "Esto ofrece mucho margen para adaptaciones evolutivas".
resume Walter Salzburger: "Mostramos a nivel de células individuales cómo las adaptaciones a diferentes dietas contribuyen a la diversificación evolutiva".
El proyecto se financió con una beca Sinergia de la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia. De acuerdo con el espíritu de esta iniciativa de financiación interdisciplinaria, el estudio combina la biología evolutiva y la ecología con la investigación de células y tejidos, desde las características externas y los hábitos alimentarios hasta las células y moléculas individuales del tubo digestivo.
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