Daddy longlegs consiguió sus piernas largas reutilizando algunas herramientas evolutivas antiguas

agosto 7, 2021 0 Por RenzoC

El primer genoma de un padre de patas largas, secuenciado por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, está proporcionando pistas sobre la evolución de los apéndices desgarbados que dan a los miembros del orden Opilion su nombre común.

Daddy longlegs, también conocido como el segador, no son arañas «reales», sino parientes cercanos. Y usan sus ocho patas de manera muy diferente a sus primos que tejen telas.

Guilherme Gainett

«Las arañas reales del orden Araneae, el grupo con el que la mayoría de la gente está familiarizada, usualmente usan todas esas piernas para caminar», dice Guilherme Gainett, estudiante graduado de UW-Madison, autor principal de un nuevo estudio del genoma de daddy longlegs, y un gran admirador de cualquier cosa con ocho extremidades. “Si miras cómo se mueven las piernas largas de un papá, en realidad caminará con solo tres pares de piernas. Los otros dos, los más largos, se saludan y se tocan como un ciego ».

Esas piernas más largas, el segundo par desde el frente, están cubiertas de crecimientos similares a pelos que funcionan como órganos sensoriales. También se dividen, como dedos con muchos nudillos, en secciones articuladas llamadas tarsómeros. En el caso de la especie Phalangium opilio, el foco de un estudio de Gainett y el profesor de biología integrativa Prashant Sharma de UW-Madison publicado esta semana en la revista Proceedings of the Royal Society B, sus patas más largas tienen 80 tarsómeros.

«Otros artrópodos tienen tarsómeros», dice Sharma, «pero solo los segadores los usan en una gama tan amplia de comportamientos: detección, escalada, lucha, cortejo».

Prashant Sharma

Para encontrar los genes que dan a los recolectores patas tan singulares, los investigadores utilizaron una técnica llamada interferencia de ARN para «descomponer» (inactivar o reducir la expresión de) varios genes, llamados genes Hox, que se sabe que participan en la organización. desarrollo de embriones en todo tipo de animales.

«Lo que hemos podido demostrar es que dos genes Hox que actúan en combinación son suficientes para especificar la identidad de los primeros tres pares de patas», dice Gainett. «Les dicen: ‘Serás un pie andante’ y, ‘No te convertirás en un pedipalpo’, que es el pequeño apéndice que manipula la comida».

Cuando derribaron los genes Hox conocidos como «Deformados» y «Peines de sexo reducido» en los huevos de Phalangium, terminaron con recolectores embrionarios cuyos primeros tres pares de patas se transformaron en apéndices cortos más parecidos a pedipalpos.

La alteración de otro conjunto de genes, que se ha asociado con el desarrollo de secciones de patas en moscas de la fruta y otros insectos, ha eliminado los sobresalientes tarsómeros de Daddy Longlegs.

«Estos son los primeros datos fuera de los insectos que indican cómo se fabrican estas estructuras», dice Sharma. “Y vemos que la evolución en realidad no está proponiendo nuevas soluciones aquí. Es reciclar la misma plataforma genética para crear estos órganos aunque evolucionen de forma independiente en diferentes especies ».

Son plataformas genéticas que parecen ser útiles para una diferenciación aún mayor y pueden haber ayudado a que Phalangium opilio se extendiera hacia arriba en un sentido muy local y hacia afuera en términos más globales.

Caitlin M. Baker«>

El increíble par de piernas más largas de Daddy Longlegs están tachonadas con vello sensorial y divididas en docenas de secciones articuladas que las hacen útiles para agarrar, sentir y pelear. CAITLIN M. BAKER

Si bien los investigadores de UW-Madison recolectaron sus muestras de estudio de las paredes de piedra de su propio edificio del campus en Wisconsin, se podría decir que Phalangium es la más extendida de todas las especies recolectoras. Se ha expandido desde una gama nativa de Eurasia a América del Norte, África y Nueva Zelanda.

«Existe una correlación muy estrecha entre tener una gran cantidad de tarsómeros y poder escalar, y los grupos de escalada también tienden a ser mucho más diversos», dice Sharma, cuyo trabajo cuenta con el apoyo de la National Science Foundation. “La familia de segadores más diversa es, con mucho, la que tiene más tarsómeros. Entonces, está proporcionando algún tipo de ventaja ecológica ”.

Los investigadores esperan utilizar los resultados del estudio, que incluyó a colaboradores de la Iniciativa del Genoma Global de la Institución Smithsonian y la Universidad Estatal de Connecticut del Este, para examinar los genes involucrados en el número y la ubicación de las estructuras oculares en las arañas y sus parientes.

ESTA INVESTIGACIÓN FUE FINANCIADA EN PARTE POR SUBVENCIONES DE LA FUNDACIÓN NACIONAL DE CIENCIAS (IOS-1552610 E IOS-2019141).