Alto consumo de energía durante el vuelo reduce el tamaño del genoma de las aves

Desde hace tiempo se sabe que las aves y los murciélagos tienen genomas pequeños, pero la causa de esta características era incierta. Ahora, investigadores de la Universidad de Nuevo México han demostrado que el genoma se encoge durante la evolución de especies que gastan una gran cantidad de energía en el vuelo.

Los investigadores Natalie Wright y Christopher Witt, junto con su colega Ryan Gregory de la Universidad de Guelph, midieron el tamaño del genoma de más de 400 especies de aves de la colección del Museo de Biología de la Universidad de Nuevo México, MSB. Examinaron los tamaños de las aves, su músculos de vuelo, corazones y alas, así como otras características. Los músculos y el corazón, más que cualquier otra característica, se vincularon a tamaño del genoma. Estos órganos son considerados como los 'motores' metabólicos para el vuelo aviar. De acuerdo con el trabajo de Wright, los músculos de vuelo pueden llegar a pesar hasta un tercio del peso del cuerpo de un pájaro, y su volumen permiten la producción intensa de energía. El tamaño del corazón establece el límite superior para el consumo sostenido de oxígeno, ya que limita la cantidad de sangre que puede ser bombeada con cada latido.

"Esto sugiere que una intensa actividad metabólica, como ocurre durante el vuelo, ha generado la evolución de los genomas más pequeños".

Wright se refirió al mecanismo probable, "Si el estilo de vida de una especie de ave en particular requiere para su vuelo de alto consumo energético, entonces, las especies de aves son sometidas a una intensa selección natural en busca de un metabolismo más eficiente. Células pequeñas son más eficientes para el transporte de oxígeno y combustible. Mucha gente no se da cuenta de que las moléculas de ADN son voluminosos, cuando más grande es el ADN de un animal, sus células tienen que ser mayores".

¿Significa esto que los atletas olímpicos pueden tener genomas más pequeños que los otros humanos en la población general? Wright y Witt se negaron a extrapolar más allá de sus datos de aves. "En última instancia", dijo Witt, "nuestros datos sugieren que existen diferencias funcionales entre las personas debido a la cantidad de ADN en sus células. La selección natural en las personas ha llevado a las diferencias observables entre las especies, pero son diferencias muy sutiles con sutiles efectos sobre la aptitud y el funcionamiento durante largos períodos de tiempo".

Este descubrimiento se describe en un nuevo artículo titulado “Metabolic 'engines' of flight drive genome size reduction in birds", publicado en las Actas de la Royal Society B , por la estudiante de posgrado Natalie Wright, del Departamento de Biología de UNM y el Profesor Adjunto Christopher Witt.