Los organismos, incluidos los humanos, siguen un programa que coordina funciones corporales importantes, como los ciclos de sueño-vigilia, el metabolismo, la producción de hormonas, la función cognitiva y los hábitos alimentarios, con los ciclos ambientales. Si bien la mayoría de los organismos poseen ritmos circadianos sincronizados con el ciclo día-noche de 24 horas, también han desarrollado otros relojes internos para adaptarse a sus entornos locales. Los animales marinos han desarrollado ritmos circatidales, alineando sus actividades con el ciclo de mareas de 12,4 horas, complementando los ritmos circadianos.
Investigadores de la Universidad de Chiba han descubierto que los caracoles que viven en áreas de marea aguas abajo tienen ritmos biológicos sincronizados con los ciclos de marea, a diferencia de los de las regiones sin marea. Esta observación plantea la cuestión de si los ritmos circatidales se desarrollan debido a diferencias de hábitat o son causados por variaciones genéticas entre las poblaciones.
Basándose en sus hallazgos anteriores, el profesor asociado Yuma Takahashi, junto con el Dr. Takumi Yokomizo de la Universidad de Chiba (en el momento del estudio y actualmente investigador postdoctoral en el Centro de Investigación Ecológica de la Universidad de Kyoto), revelaron que los caracoles de agua dulce Los que viven en entornos de mareas ajustan gradualmente sus ritmos biológicos para sincronizarse con los ciclos de las mareas. El estudio publicado en la revista Heredity el 27 de marzo de 2024 ofrece información sobre la adaptabilidad y la posible divergencia de los ritmos biológicos en respuesta a los entornos de mareas.
«Este estudio reveló cambios genéticos y no genéticos en los ritmos biológicos durante la adaptación a ambientes de marea en un caracol de agua dulce. Este resultado podría conducir a una comprensión del papel de los relojes biológicos en la adaptación al ambiente rítmico, que es uno de los más importantes. cuestiones de cronobiología», afirma el Dr. Takahashi. Los investigadores recolectaron caracoles de agua dulce (Semisulcospira reiniana) de áreas mareales y no mareales a lo largo del río Kiso en Japón, a 20 kilómetros de distancia. Los caracoles se dividieron en dos grupos: uno expuesto a un ciclo regular de luz y oscuridad de 24 horas, mientras que el otro experimentó un ciclo de marea simulado de 12 horas, alternando entre la inmersión durante la marea alta y la exposición al aire durante la marea baja.
Tras un período de arrastre de cuatro semanas, los investigadores analizaron el comportamiento y los patrones de expresión genética de los caracoles en la oscuridad a una temperatura constante de 23°C. Entre los caracoles de zonas sin mareas, no hubo diferencias significativas en la intensidad de los ritmos circadianos y circatidales entre los dos grupos. Sin embargo, los caracoles de áreas de marea que estuvieron expuestos al ciclo de marea simulado mostraron ritmos circatidales más fuertes en comparación con el grupo de control. Curiosamente, tanto las poblaciones mareales como las no mareales expuestas a la marea simulada mostraron un aumento en el número de genes oscilantes circatidales y una disminución en los genes oscilantes circadianos (genes que fluctúan en actividad en sintonía con el ciclo mareal y diurno, respectivamente). . Los caracoles que ya se habían adaptado a los ciclos de mareas en los ríos en sus primeros años de vida tenían una mayor cantidad de genes oscilantes circatidales en comparación con la población sin mareas.
Estos resultados implican que los ritmos de expresión de genes controlados por el reloj biológico son sensibles a los cambios ambientales y pueden verse influenciados por cambios genéticos que resultan de la adaptación ambiental. «Nuestro estudio se centró en la flexibilidad de los relojes biológicos y descubrió su potencial para cambiar los ritmos biológicos según los ciclos ambientales dominantes», dice el Dr. Takahashi.
Las alteraciones de los ritmos biológicos pueden afectar negativamente a diversos procesos fisiológicos. Los hallazgos de este estudio pueden mejorar nuestra comprensión de cómo los organismos se adaptan a las condiciones ambientales cambiantes y resultar valiosos en el tratamiento de enfermedades cronobiológicas en el futuro.
