Los animales del Ártico no emplean el reloj celular que dirige los ritmos biológicos en otros organismos, según un estudio de la Universidad de Manchester en Reino Unido y la Universidad de Troms en Noruega que se publica en la edición digital de la revista 'Current Biology'.
Durante periodos del año, en los límites externos del norte del Ártico el sol no se pone y en otras ocasiones sucede lo contrario. Los investigadores muestran que los renos árticos han desarrollado una solución ante la vida bajo estas extremas condiciones: han abandonado el reloj interno que dirige los ritmos biológicos diarios en otros organismos.
Según explica Andrew Loudon, de la Universidad de Manchester, "nuestros descubrimientos implican que la evolución ha desarrollado medios de desactivar el reloj de trabajo celular. Tales relojes diarios podrían ser un obstáculo en ambientes en los que no existe un ciclo luz-oscuridad fiable durante gran parte del año".
Los ciclos luz-oscuridad dirigen ritmos hormonales a través de un circuito que implica a los ojos y proyecciones del sistema nervioso hacia estructuras que participan en la regulación de los ritmos hormonales. En la mayoría de mamíferos esta organización de circuitos también supone un reloj interno que dirige los niveles hormonales en un ajuste de 24 horas, incluso cuando no existe ciclo luz-oscuridad.
"En los renos, es este reloj el elemento que parece haber desaparecido", señala Loudon. El reno no muestra un ritmo interno natural de secreción de melanina, en vez de ello, los niveles hormonales suben y bajan en respuesta directa a la luz y la oscuridad.
Los investigadores muestran que los niveles de melatonina se mantienen en niveles detectables o no durante las horas de luz. Las concentraciones de esta hormona suben casi tan pronto como la luz se va, sólo para descender de nuevo cuando la iluminación vuelve a activarse.
Posteriores estudios de Loudon y Karl-Arne Stokkan, de la Universidad de Troms, utilizando células de piel de reno mostraron que dos genes de reloj circadiano bien conocidos no oscilan de la forma en la que lo hacen en otros organismos como forma de mantenerse ajustados. "Sospechamos que tienen el rango completo de genes de reloj circadiano normal pero que estos están regulados de forma diferente en los renos", apunta Loudon.
Los investigadores señalan que los descubrimientos en un principio fueron una sorpresa pero que ahora sospechan que se descubrirán patrones similares en otros animales árticos.
Los autores añaden que la sincronización de los ciclos estacionales en los mamíferos es una importante característica de la adaptación fisiológica en las especies árticas y del norte. Los estudios en borregos estacionales revelan que las señales de melatonina necesitan sólo estar presentes durante unas pocas semanas del año para comenzar con el ciclo reproductivo anual.
"Es atractivo especular que en los renos, las señales informativas de melatonina asociadas con los equinoccios directamente dan comienzo a un 'reloj anual' que, al menos en renos, podría no implicar mecanismos circadianos", concluyen los autores.
Durante periodos del año, en los límites externos del norte del Ártico el sol no se pone y en otras ocasiones sucede lo contrario. Los investigadores muestran que los renos árticos han desarrollado una solución ante la vida bajo estas extremas condiciones: han abandonado el reloj interno que dirige los ritmos biológicos diarios en otros organismos.
Según explica Andrew Loudon, de la Universidad de Manchester, "nuestros descubrimientos implican que la evolución ha desarrollado medios de desactivar el reloj de trabajo celular. Tales relojes diarios podrían ser un obstáculo en ambientes en los que no existe un ciclo luz-oscuridad fiable durante gran parte del año".
Los ciclos luz-oscuridad dirigen ritmos hormonales a través de un circuito que implica a los ojos y proyecciones del sistema nervioso hacia estructuras que participan en la regulación de los ritmos hormonales. En la mayoría de mamíferos esta organización de circuitos también supone un reloj interno que dirige los niveles hormonales en un ajuste de 24 horas, incluso cuando no existe ciclo luz-oscuridad.
"En los renos, es este reloj el elemento que parece haber desaparecido", señala Loudon. El reno no muestra un ritmo interno natural de secreción de melanina, en vez de ello, los niveles hormonales suben y bajan en respuesta directa a la luz y la oscuridad.Los investigadores muestran que los niveles de melatonina se mantienen en niveles detectables o no durante las horas de luz. Las concentraciones de esta hormona suben casi tan pronto como la luz se va, sólo para descender de nuevo cuando la iluminación vuelve a activarse.
Posteriores estudios de Loudon y Karl-Arne Stokkan, de la Universidad de Troms, utilizando células de piel de reno mostraron que dos genes de reloj circadiano bien conocidos no oscilan de la forma en la que lo hacen en otros organismos como forma de mantenerse ajustados. "Sospechamos que tienen el rango completo de genes de reloj circadiano normal pero que estos están regulados de forma diferente en los renos", apunta Loudon.
Los investigadores señalan que los descubrimientos en un principio fueron una sorpresa pero que ahora sospechan que se descubrirán patrones similares en otros animales árticos.
Los autores añaden que la sincronización de los ciclos estacionales en los mamíferos es una importante característica de la adaptación fisiológica en las especies árticas y del norte. Los estudios en borregos estacionales revelan que las señales de melatonina necesitan sólo estar presentes durante unas pocas semanas del año para comenzar con el ciclo reproductivo anual.
"Es atractivo especular que en los renos, las señales informativas de melatonina asociadas con los equinoccios directamente dan comienzo a un 'reloj anual' que, al menos en renos, podría no implicar mecanismos circadianos", concluyen los autores.
Visto en Europa Press.
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