¿Cómo saben los animales qué hora es?
Los relojes biológicos son lo que se conoce como osciladores endógenos, que proporcionan a un organismo información sobre el tiempo. «Al igual que el péndulo de un reloj antiguo, el “balanceo” autosostenido de los relojes biológicos permite a un organismo ajustar su fisiología y su comportamiento», explica el coordinador del proyecto Clock Mechanics, Joerg Albert, del University College de Londres, en el Reino Unido, (y actualmente en la Universidad Carl von Ossietzky de Oldenburgo, en Alemania). «Puede tratarse de la hora del día, como en los relojes circadianos, o de la hora después de alimentarse (relojes metabólicos), o incluso del estado de la marea (relojes de mareas)». Estos relojes necesitan ajustarse a la hora correcta, para mantenerse alineados con el mundo exterior. Por eso, la mayoría de los relojes biológicos tienen capacidades sensoriales. Por ejemplo, perciben el estado de la luz (¿es de día o de noche?), la temperatura ambiente (¿hace frío o calor?) o el ruido ambiental (¿hay silencio o ruido?). «Hay muchos momentos biológicamente importantes —la hora de comer, la hora de aparearse, la “hora de dormir”—, por eso hay muchos relojes biológicos diferentes —afirma Albert—. Todos esos relojes reciben distintos tipos de información y perciben distintas partes del mundo. Y toda esta información se integra de alguna manera».
Métodos moleculares y conductuales nuevos
El objetivo del proyecto Clock Mechanics, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), era comprender mejor cómo se logra esta integración. «Nos centramos en las interacciones entre los sistemas circadiano y mecanosensorial, como las orejas antenales de insectos, moscas del vinagre y mosquitos transmisores de enfermedades —añade Albert—. Queríamos saber cómo afecta el tiempo circadiano a la mecanosensación, y cómo ayudan los sistemas mecanosensoriales al cronometraje biológico». Para lograrlo, Albert y su equipo desarrollaron y perfeccionaron métodos moleculares, conductuales y biofísicos nuevos. También se llevó a cabo un análisis específico de la pérdida de audición relacionada con la edad en moscas del vinagre.
Los sistemas circadianos y la audición
El proyecto realizó una serie de interesantes descubrimientos sobre cómo interactúan los sistemas circadianos con la audición. «En los mosquitos, por ejemplo, los cambios de los tonos de vuelo intervienen en los cambios de la sensibilidad auditiva de los machos —explica—. Esto ayuda a preparar su oído para los enjambres de apareamiento, que se forman al anochecer». Del mismo modo, en las moscas del vinagre, las modulaciones circadianas de genes reguladores clave intervienen en los cambios de la sensibilidad auditiva, lo que ayuda a preparar los oídos de machos y hembras para el apareamiento al amanecer. «A nivel científico básico, nuestro proyecto también ha ayudado a demostrar cómo el sistema circadiano modula la percepción sensorial —añade—. Esto podría conducir a nuevas intervenciones de control de mosquitos, porque sin audición, ningún mosquito puede reproducirse».
Sincronizar el comportamiento con el entorno
Albert cree que estos descubrimientos podrían ayudar algún día a los científicos a desarrollar nuevas formas de contrarrestar, prevenir o mitigar la pérdida de audición humana. Otro aspecto importante para los relojes humanos y de los mosquitos es el descubrimiento de que los conflictos sensoriales —la falta de coincidencia de dos estímulos que marcan el tiempo— pueden tener efectos dramáticos en organismos enteros. «El desfase horario entre diferentes relojes corporales puede provocar patologías —afirma Albert—. Este aspecto ha dado lugar a una nueva rama de la medicina denominada cronomedicina, que sin duda aumentará su alcance y relevancia en el futuro». De hecho, Albert cree que el proyecto Clock Mechanics ha propiciado una serie de nuevas posibilidades de investigación. «El proyecto nos ha proporcionado cuestiones que merece la pena perseguir y también herramientas novedosas para hacerlo», señala. «Intentaremos averiguar, por ejemplo, cómo se optimizan los sistemas sensoriales específicos para momentos concretos del día y cómo —a nivel general— los animales sincronizan su comportamiento con su entorno».
Palabras clave
Clock Mechanics, biológico, circadiano, cronomedicina, metabólico, mosquito, mecanosensorial
