El tetra mexicano desarrolló la capacidad de vivir sin vista cuando sus parientes que vivían en la superficie se trasladaron a vivir en cuevas oscuras de piedra caliza durante el período del Pleistoceno.
Antes de adentrarnos en las razones científicas detrás de este pez ciego único, déjame entretenerte con un chiste.
¡Un chiste tonto! Estoy de acuerdo.
No es raro encontrarse con un pez ciego entre un grupo de peces. Algunos individuos simplemente nacen sin ojos.
Pero ¿hay alguna especie en la que no tener ojos sea parte natural de su evolución?
Permíteme presentarte a Astyanax mexicanus, también conocido como el pez ciego de las cuevas mexicanas o el tetra ciego de las cuevas. Pasan la mayoría de sus vidas en completa oscuridad. Sus ojos degeneran porque la especie no siguió el principio de evolución «úsalo o piérdelo».
Entonces, ¿por qué la especie experimentó cambios tan drásticos? ¿Y son ciegos desde su nacimiento?
El pez ciego de las cuevas mexicanas
El tetra mexicano (Crédito de la foto: Grand-Duc/Wikimedia Commons)
La idea de entrar en una cueva sin una linterna y navegar a través de la oscuridad total puede ser inquietante. Sin embargo, el tetra mexicano ha desarrollado la capacidad de vivir sin vista. Durante el período del Pleistoceno, los peces Astyanax que vivían en la superficie se trasladaron a vivir en cuevas de piedra caliza entre el centro de México y el sur de Texas. Con el tiempo, sus descendientes perdieron sus ojos y pigmentación, y se conocieron como el tetra mexicano que habita en las cuevas.
Regiones donde se encuentra Astyanax mexicanus (Crédito de la foto: MiguelCampos/Wikimedia Commons)
Como resultado, una sola especie, Astyanax mexicanus, se dividió en dos tipos: los peces que viven en la superficie con ojos y los peces que habitan en las cuevas sin ojos. El pez de cueva mexicano es un pez teleósteo perteneciente al orden Characiformes. Son trogloditas, lo que significa que viven su vida en la oscuridad de las cuevas en el norte de México.
Al igual que la mayoría de los trogloditas, los peces de cueva mexicanos tienen características como la ceguera, la pérdida de pigmentación, los sentidos táctiles y químicos mejorados, la capacidad avanzada para encontrar comida, los requisitos de energía reducidos, la atracción a las vibraciones, la vida útil más corta, la disminución de la diversidad genética y tamaños de población más pequeños.
¿Los peces de cueva mexicanos nacen sin ojos?
Los peces de cueva mexicanos siguen un proceso similar de formación de ojos que sus parientes que viven en la superficie, A. mexicanus. Los peces de cueva inicialmente desarrollan un pequeño ojo rudimentario durante las primeras 24 horas de desarrollo embrionario. Sin embargo, poco después, el desarrollo del ojo se detiene y comienzan cambios regresivos, incluida la degeneración del ojo y la pérdida de pigmentación.
Dos Astyanax mexicanus que viven en la superficie y un tetra ciego que habita en la cueva mexicana (Crédito de la foto: Richard Borowsky/Wikimedia Commons)
La primera indicación de degeneración es la apoptosis (muerte celular) del cristalino, seguida de la degeneración de la retina. Con el tiempo, los ojos se hunden en las cavidades y escamas no pigmentadas los cubren, al igual que el resto del cuerpo.
¿Qué causa la pérdida de visión?
La pérdida de visión en la tetra mexicana es causada por mutaciones específicas de genes conocidos como «interruptores maestros». Estos interruptores controlan el desarrollo de los ojos en el pez de cueva mexicano. Un interruptor en particular puede desactivar el gen del ojo, volviéndolo inútil. En el pez de cueva, este interruptor maestro se conoce como «shh».
Es importante tener en cuenta que «shh» no es un secreto ni una referencia a un personaje de dibujos animados. En cambio, es la abreviatura de la molécula del erizo de mar sónico (Shh), que es una molécula señalizadora.
La forma incorrecta de erizo de mar sónico (Crédito de la foto: Pixabay)
La molécula «shh» es un poderoso morfógeno que determina el destino de las células en el desarrollo del cerebro. No solo afecta el desarrollo de los ojos, sino que también juega un papel en la formación del cerebro anterior en el pez de cueva.
Durante las primeras etapas de la embriogénesis, las señales «shh» desde la línea media anterior de la placa neural determinan la expresión de ciertos genes como Pax6, Pax2 y Vax1. Estos genes son cruciales para la formación de tejidos y órganos durante la embriogénesis. Un aumento en el nivel de señalización de shh conduce a la degeneración ocular, mientras que la falta de señales de shh resulta en ojos ligeramente más grandes.
En el caso del pez de cueva, se observa un aumento en los niveles de señalización de shh. Esto provoca un desequilibrio en los niveles de Pax6, Pax2 y Vax1. Estos genes son responsables de determinar la distancia entre los dos ojos y el tamaño de las copas ópticas. Este desequilibrio conduce a la formación de copas ópticas más pequeñas y tallos ópticos más largos. La sobreexpresión de señales de shh conduce a la apoptosis del cristalino y detiene el desarrollo del ojo.
El pez de cueva ciego (Crédito de la foto: Flickr)
Sin embargo, aún no se ha completado la comprensión completa de los mecanismos celulares y moleculares involucrados en esta mutación.
¿Por qué ocurre esta mutación?
Todos los organismos experimentan y continúan experimentando el proceso de evolución. Algunos organismos pierden características ancestrales para adaptarse a su entorno cambiante. La pérdida del cóccix humano es un ejemplo conocido. De manera similar, el pez de cueva perdió sus ojos y pigmentación debido a la evolución de la especie. Si bien aún se desconoce la explicación exacta de esta mutación, actualmente existen tres teorías que explican los cambios regresivos en el pez de cueva.
- Selección natural directa: Esta teoría sugiere que la pérdida de ojos en la tetra mexicana es el resultado del hábitat de la especie, que es una cueva oscura. En este entorno, los ojos no proporcionan ninguna ventaja visual a la especie. En cambio, la ausencia de ojos ayuda a conservar energía, ya que los recursos alimenticios son escasos en las cuevas. Mantener los tejidos oculares y los nervios ópticos requiere una cantidad significativa de energía metabólica.
- Selección indirecta: Esta teoría involucra el concepto de pleiotropía, donde una sola mutación genética afecta múltiples rasgos. La señalización de Shh en el pez de cueva afecta negativamente el desarrollo de los ojos, pero tiene efectos positivos en el desarrollo de las papilas gustativas. Un aumento en el número de papilas gustativas permite al pez encontrar comida de manera más efectiva. Por lo tanto, la especie tuvo que cambiar la visión por un sentido del gusto mejorado.
- Deriva genética: Esta hipótesis sugiere que la selección natural no desempeñó un papel en la mutación observada en la tetra mexicana. En cambio, la mutación genética ocurrió al azar.
Sin embargo, ninguna de estas teorías ha sido definitivamente probada aún.
Resumen
El pez de cueva hizo un trato con la evolución, sacrificando sus ojos a cambio de sentidos mejorados que aumentan sus posibilidades de supervivencia en las cuevas mexicanas. Desarrollaron papilas gustativas adicionales que ayudan a localizar alimentos de manera más eficiente en ausencia de luz. Además, han evolucionado un sistema mecano-sensorial mejorado, lo que les permite percibir su entorno a través de las vibraciones.
En conclusión, ser ciego ha demostrado ser una ventaja significativa para las especies de Astyanax Mexicanus que habitan en las cuevas.