martes, 28 de marzo de 2017
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Descubren el primer caso de fluorescencia en ranas

Investigadores de Argentina y Brasil describieron el primer caso de fluorescencia natural en anfibios, cómo la usan para reconocerse entre ellos e identificaron las moléculas responsables del fenómeno.

Ya se sabía que hay especies animales que tienen fluorescencia natural. Quizás el caso más conocido es el de la Proteína Fluorescente Verde (Green Fluorescente Protein, GFP), purificada a partir de una medusa y que se usa en laboratorios de todo el mundo como marcador molecular.

H.-punctatusHypsiboas punctatus. Foto: gentileza Julián Faivovich y Carlos Taboada. MACN-CONICET.

 

En una investigación publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) un grupo interdisciplinario de investigadores de Argentina y Brasil presenta el primer caso de fluorescencia natural en anfibios, en una especie de rana arborícola que tiene una muy amplia distribución en Sudamérica (Hypsiboas punctatus).

“Este hallazgo modifica radicalmente lo que se conoce sobre la fluorescencia en ambientes terrestres, permitió encontrar nuevos compuestos fluorescentes que pueden tener aplicaciones científicas o tecnológicas y genera nuevas preguntas sobre la comunicación visual en anfibios”, explica Julián Faivovich, investigador principal del CONICET y uno de los autores del trabajo.

Durante la investigación se vio que los ejemplares juveniles y adultos de Hypsiboas punctatus producían una intensa fluorescencia verde azulada en su superficie cuando se los iluminaba con luz UV-A/azul.

Entre los vertebrados, la fluorescencia es un fenómeno que se conocía en varios grupos de peces, aunque todavía no se sabe en detalle cómo se genera. En vertebrados tetrápodos (es decir, con cuatro miembros), la fluorescencia es todavía más rara, y solo se vio en algunas especies de loros y de tortugas marinas.

Este es el primer caso que se conoce de un anfibio con fluorescencia natural y, según los autores, esta característica haría que en condiciones de iluminación natural aumenten su brillo y puedan verse mejor entre ellos.

Taboada-y-FaivovichCarlos Taboada y Julián Faivovich. Foto: CONICET Fotografía | Verónica Tello.

Hypsiboas punctatus es una especie nocturna y, en los ambientes naturales donde vive, la fluorescencia contribuye a un 18-30 por ciento del total de la luz que emerge de estos animales, mientras que el porcentaje restante corresponde a la luz que reflejan. Esto es bastante novedoso teniendo en cuenta que, en ambientes terrestres, en general se considera que la influencia de la fluorescencia en la coloración es irrelevante”, explica Carlos Taboada, primer autor del trabajo y estudiante doctoral en el Museo Argentino de Ciencias Naturales ‘Bernardino Rivadavia’ (MACN-CONICET) y en el Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE, UBA-CONICET).

Se sabe, además, que los ojos de las ranas tienen su máxima sensibilidad en la zona del espectro de la luz donde ocurre la fluorescencia y pueden reconocer esta fluorescencia entre ellas.

“Esto podría contribuir a que los individuos de Hypsiboas punctatus puedan reconocerse mejor entre ellos durante el atardecer y la noche. En esos escenarios, estos animales aumentan su brillo al convertir la radiación de la porción azul del UV del espectro, donde su sensibilidad visual es baja, a longitudes de onda más largas, donde su sensibilidad es mayor”, agrega Faivovich.

¿Cómo producen esta emisión fluorescente?

“El fenómeno ocurre por una combinación de emisión de glándulas de la piel y de linfa, que es filtrada por las células pigmentarias también de la piel, que en esta especie es translúcida. El origen de la fluorescencia se debe a unos compuestos que denominamos hyloinas”, cuenta Faivovich.

Hypsiboas-punctatusCarlos Taboada y Julián Faivovich. Foto: CONICET Fotografía | Verónica Tello.

Como algunas características particulares de esta especie son compartidas por otras especies de ranas, los autores mencionan la posibilidad de que este fenómeno de fluorescencia esté bastante más extendido e indican que siete familias de anuros incluyen algunos representantes que podrían ser potenciales candidatos. “Que tengan pieles translúcidas, sin una gran cantidad de pigmentos coloreados que reabsorban la luz visible emitida por la fluorescencia, podría ser muy relevante para la existencia del fenómeno”; agrega Taboada.

Este trabajo, además de abrir las puertas a más estudios sobre ecofisiología y comunicación visual de anuros, también plantea posibilidades de un potencial desarrollo biotecnológico a partir del descubrimiento de las hyloinas.

“El hallazgo de nuevas moléculas fluorescentes siempre es interesante porque hoy en día las técnicas que utilizan fluorescencia son herramientas que se usan en distintos campos de la ciencia, como por ejemplo, en biofísica de proteínas, inmunología, microscopías de fluorescencia, detección y secuenciación de ADN, entre muchas otras”, concluye Taboada.

 

Construcción interdisciplinaria

En este trabajo participaron especialistas en biología de anfibios, química orgánica, fotoquímica, bioquímica, y química computacional.

Sobre investigación:
– Carlos Taboada. MACN-CONICET e INQUIMAE.
– Andrés E. Brunetti. Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto. Universidad de São Paulo. Brasil.
– Federico N. Pedron. INQUIMAE y Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (DQIAQF-FCEN), UBA.
– Fausto Carnevale Neto. Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto. Universidad de São Paulo. Brasil.
– Darío A. Estrin. Investigador superior. INQUIMAE y DQIAQF-FCEN-UBA.
– Sara E. Bari. Investigadora independiente. INQUIMAE.
– Lucía B. Chemes. Investigadora adjunta. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-Fundación Instituto Leloir).
– Norberto Peporine Lopes. Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto. Universidad de São Paulo. Brasil.
– María G. Lagorio. Investigadora independiente. INQUIMAE y DQIAQF-FCEN-UBA.
– Julián Faivovich. Investigador principal. MACN-CONICET y Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires.

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