La herencia ocular del estilo nocturno de vida de nuestros ancestros

Provenimos de criaturas de la noche, nuestros antepasados mamíferos que permanecían ocultos durmiendo de día, y salían de noche a alimentarse y a realizar otras actividades. En una investigación reciente se ha profundizado en cómo se forjó el sistema ocular de estos ancestros.

Las retinas de nuestros ancestros vertebrados más antiguos tenían fotorreceptores parecidos a los conos, permitiéndoles supuestamente ver en luz diurna, pero ofrecían poca capacidad de ver de noche. Entonces, hace millones de años, en la era Mesozoica, y en un plazo relativamente corto, surgieron nuestros ancestros con retinas que disponían predominantemente del tipo de fotorreceptores conocidos como bastones, los cuales les permitían ver de noche, quizá para obtener comida mientras dormían los dinosaurios depredadores.

Las células cono están especializadas en ciertas longitudes de onda de la luz, ayudando a los animales a detectar el color, mientras que las células bastón pueden detectar incluso un único fotón y están especializadas en la visión con poca luz. La mayoría de los mamíferos tienen retinas en las que predominan los bastones, pero si examinamos los peces, las ranas o los pájaros, resulta que la gran mayoría tienen retinas en las que dominan los conos, así que la pregunta evolutiva siempre ha sido: “¿Qué pasó para que el sistema ocular de los mamíferos se diferenciase de este modo del de otros animales?”.

Ahora, un nuevo estudio liderado por investigadores del Instituto Nacional del Ojo, en Estados Unidos, ofrece una posible explicación de cómo pudo producirse la aparición masiva de los fotorreceptores bastón, para dar lugar a los mamíferos nocturnos.

La nueva investigación aborda una pieza esencial del rompecabezas evolutivo: ¿cómo se desarrollaron tan rápidamente los primeros mamíferos para poder disponer de visión nocturna altamente sensible? Los resultados del estudio apuntan a una posible manera en la que los mamíferos se desarrollaron más allá del “cuello de botella nocturno”, una teoría que intenta explicar por qué la mayoría de mamíferos de hoy en día son nocturnos o al menos son capaces de ver razonablemente bien con luz escasa.

Ver bien de noche no solo permitió sobrevivir a nuestros antepasados, sino que les permitió prosperar, tanto que sus rasgos retinianos se han conservado bien y transmitido a través de millones de años de evolución.

El estudio aborda otro misterio: ¿por qué hoy en día los bastones son los fotorreceptores dominantes en nuestras retinas? A pesar del hecho de que una visión aguda parecería ser más importante para nuestro estilo de vida diurno, nuestras retinas están compuestas predominantemente de bastones; solo el 5 por ciento de sus fotorreceptores son conos.

Estudiando ratones, el equipo de Anand Swaroop, del Instituto Nacional del Ojo, observó que un cierto tipo de célula cono es susceptible de convertirse en un fotorreceptor bastón durante unos pocos días después del nacimiento. Swaroop y sus colegas lanzaron la hipótesis de que esta transformación de un cono en un bastón estaba regulada por una proteína llamada Nrl, que se enlaza al ADN y que ordena convertirse en bastón a una célula retiniana cuyo destino inicial era el de ser cono. El equipo había observado desde tiempo atrás que los ratones en los cuales falta la acción de la Nrl no consiguen desarrollar bastones en su retina.

En el nuevo estudio, estos científicos probaron su teoría aislando células bastón de ratones normales de tipo silvestre, y secuenciando sus genes expresados. Genéticamente, las células bastón examinadas contienen evidencias de expresión de genes de conos, pero dicha expresión disminuye una vez madura la célula bastón. Esta expresión de genes de células cono es un tipo de huella que indica que las células bastón seguramente se originaron a partir de las células cono.

Reconstruyendo la historia del linaje de las células bastón y del de las células cono en la retina de ratón, los autores del estudio obtuvieron evidencias adicionales.

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