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» » » ¿Cómo evolucionaron los mamíferos buceadores su resistencia bajo el agua?

Referencia: Science.Daily.com, 13 de junio 2013

Los científicos de la Universidad de Liverpool ha arrojado una nueva luz sobre cómo bucean los mamíferos, como el cachalote, que han evolucionado para sobrevivir durante largos períodos bajo el agua sin respirar.
 
¿Cómo se las apañaron los mamíferos acuáticos para desarrollar la capacidad de sobrevivir durante largos periodos bajo el agua sin respirar? Crédito: © Rafael Ben-Ari / Fotolia

El equipo identificó una firma molecular distintiva de la mioglobina, una proteína de enlace de oxígeno, en el cachalote y en otros mamíferos buceadores, lo que les permitió rastrear la evolución de las reservas de oxígeno de los músculos en más de 100 especies de mamíferos, incluyendo sus antepasados ​​fósiles.

La mioglobina, que da a la carne su color rojo, está presente en altas concentraciones en los mamíferos buceadores de élite, tan altas que el músculo es casi de color negro. Hasta ahora, sin embargo, se sabía muy poco acerca de cómo esta molécula es adaptada por los campeones de buceo.

Las proteínas tienden a unirse en altas concentraciones, afectando a su función, por lo que no estaba claro cómo la mioglobina era capaz de ayudar al cuerpo a almacenar la cantidad suficiente de oxígeno que permitiera a los mamíferos, como las ballenas y las focas, soportar sin respirar bajo el agua durante largos períodos de tiempo. Estos mamíferos buceadores de élite pueden contener la respiración durante más de una hora, mientras ellos cazan en las profundidades de los océanos; en tanto que los mamíferos terrestres, como los humanos, sólo podemos contener la respiración durante unos pocos minutos, a lo sumo.

El Dr Michael Berenbrink, del Instituto de Biología Integrativa de la Universidad, que dirigió el equipo internacional, explica: "Hemos estudiado la carga eléctrica sobre la superficie de la mioglobina y está tan aumentada en los mamíferos que pueden sumergirse bajo el agua durante largos períodos de tiempo, que nos quedamos sorprendidos cuando no sólo vimos la misma firma molecular en las ballenas y las focas, sino también en los castores semiacuáticos, ratones almizcleros e incluso musarañas agua.

"Mapeando esta firma molecular dentro del árbol genealógico de los mamíferos, hemos podido reconstruir las reservas de oxígeno en el músculo de los extintos antepasados ​​de los mamíferos buceadores de hoy. Incluso pudimos reportar la primera evidencia del ancestro anfibio común de las modernas vacas marinas, damanes y elefantes que vivían en aguas poco profundas de África hace unos 65 millones de años."

El Dr Scott Mirceta, doctorando en el proyecto, agregó: "Nuestro estudio sugiere que, el aumento de la carga eléctrica de la mioglobina en los mamíferos que tienen altas concentraciones de esta proteína, provoca una electro-repulsión, como los polos similares de dos imanes Esto podría evitar que las proteínas se unan entre sí, y así, permitir que unas concentraciones mucho más altas de mioglobina que almacenan el oxígeno en los músculos de estos buceadores."

"Estamos entusiasmados por este nuevo hallazgo, ya que nos permite alinear los cambios anatómicos que ocurrieron durante la transición tierra-agua de los mamíferos con su capacidad fisiológica real de buceo. Esto es importante para comprender qué presas estaban disponibles para estos animales extintos y de importancia global para los antiguos ecosistemas acuáticos."

La investigación, financiada por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC), también podría ayudar a mejorar la comprensión de una serie de enfermedades humanas en las que la agregación de proteínas es un problema, como el Alzheimer y la diabetes, y podría informar del desarrollo de sustitutos para la sangre artificial.

El Dr Berenbrink añadió: "Este hallazgo pone de manifiesto la fuerza de la combinación de la combinación molecular, fisiológica y evolutiva, a los problemas biológicos y, por primera vez, nos permite poner "carne" en los huesos de estos grandes y extintos buceadores."



- Fuente: University of Liverpool.
- Publicación: S. Mirceta, A. V. Signore, J. M. Burns, A. R. Cossins, K. L. Campbell, M. Berenbrink. Evolution of Mammalian Diving Capacity Traced by Myoglobin Net Surface Charge. Science, 2013; 340 (6138): 1234192 DOI: 10.1126/science.1234192.
- Imagen: ¿Cómo se las apañaron los mamíferos acuáticos para desarrollar la capacidad de sobrevivir durante largos periodos bajo el agua sin respirar? Crédito: © Rafael Ben-Ari / Fotolia.
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