Una modificación genética transfiere a una mosca la costumbre de otra especie de regurgitar antes de copular

Una especie común de mosca de la fruta, la Drosophila subobscura, tiene un ritual de apareamiento peculiar. Para aceptar la cópula, la hembra requiere que el macho regurgite alimento directamente en su boca. Es un comportamiento innato característico, que no se observa en otras especies de mosca de la fruta, como la Drosophila melanogaster, cuyos machos se limitan a componer sonidos de cortejo con la vibración de sus alas. Unos 30 millones de años de evolución separan a ambas especies. Un equipo de científicos japoneses ha logrado ahora transferir el ritual de una especie a otra con una sencilla modificación genética. En un laboratorio de la Universidad de Nagoya, los machos de Drosophila melanogaster han comenzado a regurgitar en la boca de las hembras antes de copular. Los autores proclaman que es la primera vez que se transfiere un comportamiento entre especies mediante una manipulación en un solo gen.

El experimento revela un fenómeno asombroso. Ambas especies comparten un tramo de ADN, el gen fru, que controla el comportamiento de los machos durante el cortejo. Sin embargo, unos se dedican a tocar música y otros a ofrecer regalos nupciales regurgitados. Los científicos, encabezados por el genetista Daisuke Yamamoto, observaron que, al hiperactivar el gen en un grupo de neuronas de Drosophila melanogaster, estas células desarrollan largas proyecciones que crean nuevos circuitos cerebrales y generan el comportamiento de la regurgitación en la boca de la hembra. Sus resultados muestran que una pequeña reconfiguración de neuronas basta para rescatar un comportamiento ancestral. El estudio se publica este jueves en la revista Science, referente de la mejor ciencia mundial.

El biólogo español Albert Cardona y su colega croata Marta Zlatic presentaron en marzo de 2023 el primer mapa completo de un cerebro animal, el de la larva de la mosca Drosophila melanogaster. Un año después, un consorcio internacional consiguió el mapa del cerebro adulto: 140.000 neuronas, con unos 55 millones de conexiones entre ellas. Cardona opina que el nuevo estudio “es muy interesante, pero, aunque parezca nuevo, no lo es mucho”. El biólogo recuerda que hace dos años la neurocientífica Tomoko Ohyama demostró que manipulando la actividad de una neurona en las larvas de Drosophila melanogaster podía reproducir el comportamiento de huida característico de otra especie de mosca, la Drosophila santomea, cuyas larvas escapan rodando ante estímulos dañinos.

Cardona, del Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge, explica que otra bióloga española que trabaja en Reino Unido, Lucía Prieto Godino, y él mismo publicaron en junio los resultados preliminares de una investigación similar. Los autores mapearon el circuito neuronal del sistema olfativo de la mosca Drosophila erecta, un insecto endémico de África occidental que se alimenta exclusivamente de los frutos de un arbusto tropical. Tras analizar el mecanismo de esta preferencia, el equipo manipuló genéticamente las conexiones neuronales de la mosca Drosophila melanogaster para que también prefiriese el fruto africano.

El biólogo lamenta que el estudio japonés no cite estos dos precedentes, pero reconoce el valor de los nuevos resultados. “Lo que hay que resaltar es que, aunque separadas 30 millones de años, las dos especies de mosca, Drosophila melanogaster y Drosophila subobscura, son capaces del mismo comportamiento ―compartir un regalo nupcial [el alimento regurgitado]―, pero en la primera no se da de forma natural y en la segunda sí. Eso da lugar a especular que la evolución no tiene por qué formar circuitos nuevos, sino meramente tunear la intensidad de las conexiones entre las neuronas, y ello es suficiente para cambiar el comportamiento, tal y como describieron primero Tomoko Ohyama y Lucía Prieto Godino”, reflexiona el investigador.

Prieto Godino dirige en el Instituto Francis Crick de Londres un laboratorio que investiga la evolución de los circuitos neuronales: las conexiones entre células de las que dependen los pensamientos, los recuerdos y los comportamientos. La bióloga aplaude el estudio que ha transferido el ritual de la regurgitación. “Este trabajo muestra que cambios genéticos potencialmente sencillos ―como el cambio de expresión de un gen en unas neuronas que no lo expresan normalmente― pueden cambiar cómo esas neuronas conectan con el resto de los circuitos, y cómo a su vez eso puede cambiar el comportamiento”, subraya.

El genetista Daisuke Yamamoto explica por qué cree que su transferencia del hábito de regurgitar antes de la cópula va más allá que los estudios anteriores. “Hemos logrado transferir de una especie a otra un patrón completo de comportamiento al manipular un único gen maestro que controla un comportamiento específico”, argumenta en un mensaje de correo electrónico Yamamoto, del Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones, en Kobe. “Hasta donde yo sé, es la primera vez que se hace. Otros trabajos anteriores habían inducido cambios en la intensidad de una respuesta o en las preferencias o aversiones, pero no en los repertorios de comportamientos en sí mismos”, añade.