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Developmental genetics and adaptive bases of a major ecological transition - How to walk on water!

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La evolución de la capacidad para caminar sobre el agua

Zapateros, zancudos, patinadores y barqueros de agua son solo algunos de los nombres comunes con los que se conocen popularmente a los insectos que pueden caminar sobre el agua. Unos investigadores europeos descubrieron algunos de los genes responsables de esta curiosa adaptación.

Cambio climático y medio ambiente
Investigación fundamental

Desplazarse o caminar sobre el agua es una cuestión de física y, en el caso de los animales de pequeño tamaño, implica aprovechar la tensión superficial del agua, entre otras adaptaciones. De hecho, muchos insectos dependen de la fuerza de tracción derivada de la tensión superficial del agua para propulsarse. Una de las principales adaptaciones estructurales para poder caminar sobre el agua es la aparición de cerdas hidrófobas en la punta de los tarsos de las patas, cuya morfología y orientación les permite retener una capa muy fina de aire en la zona de contacto de las patas con el agua. La capacidad de algunos insectos para desplazarse sobre la superficie del agua les permite ocupar una gran variedad de nichos, donde pueden alimentarse fácilmente de zooplancton y otros insectos. El proyecto financiado por la Unión Europea WATER WALKING empleó técnicas genómicas avanzadas para identificar genes relacionados con un conjunto sorprendentemente sofisticado de caracteres especializados para caminar sobre el agua que permite a determinadas especies de insectos habitar la superficie del agua, un nicho ecológico muy complejo. Los investigadores estudiaron la evolución de un abanico natatorio muy complejo presente en el tarso del segundo par de patas. Esta estructura funciona como un propulsor y constituye una característica adaptativa presente en Rhagovelia spp., un género de insectos capaces de caminar sobre el agua. El equipo de WATER WALKING empleó técnicas transcriptómicas, genómicas y de genética funcional para identificar genes relacionados con el desarrollo del abanico natatorio. El empleo de ARN de interferencia (ARNi) permitió inhibir la expresión génica para los análisis de cribado genético mediante la neutralización de moléculas de ARN mensajero diana. Los resultados revelaron que el desarrollo del abanico natatorio en el género Rhagovelia requiere la duplicación de genes específicos. La disminución de la expresión de estos genes duplicados, denominado geisha y madre de geisha, conducía a una reducción del tamaño del abanico natatorio o la inhibición del desarrollo morfológico del mismo, lo que motivaba que la eficacia de estos insectos fuera menor en aguas con una mayor corriente. El proyecto WATER WALKING logró combinar con éxito las áreas de la biología evolutiva del desarrollo y la ecología evolutiva gracias al empleo de herramientas genómicas avanzadas y descubrió que la mera duplicación de un gen o grupo de genes, un fenómeno sorprendente por sí mismo, permitió a los insectos ocupar y colonizar un hábitat poco favorable y raro como es la superficie del agua.

Palabras clave

Evolución, caminar sobre el agua, WATER WALKING, abanico natatorio, Rhagovelia

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