La mosca de la fruta, la Drosophila, es un insecto que ha sido usado en muchísimos estudios genéticos. La razón es que sus genes son pocos y además, las mosquitas minúsculas son fáciles de cuidar y reproducir, así como manejar sus genes para provocar alteraciones y ver qué pasa. Esta pequeña mosca ha sido muy importante en el estudio de la genética.
Pues bien, la Drosophila no deja de sorprendernos. Se ha hallado que estas moscas son capaces de maniobras aéreas por demás impresionantes. Lo que parece aún más interesante es que para que la mosca haga maniobras complejas en el aire, solamente requiere de 12 músculos, cada uno controlado por una neurona. En comparación, los colibríes pueden hacer este tipo de maniobras aéreas pero usando unas 100 veces más neurona por músculo.
Ahora los investigadores de CalTech han empezado a develar cómo es que usando tan pocos músculos se pueden lograr estos vuelos complejos. Los hallazgos, los cuales vienen a caer en una intersección entre biomecánica y neurobiología, se describen en un artículo publicado en enero de este año, en el volumen 26 de “Current Biology”.
La clave parece ser entender cómo las moscas controlan su vuelo con sus complejas alas, que tienen una unión muy elaborada de manera que transforma la acción de los músculos dentro del cuerpo en un movimiento específico en el ala.
“Debido a que las alas evolucionaron en hombros, brazos, muñecas y dedos, se tienen en muchos animales sus propios conjuntos de músculos para cada uno de ellos”, dicen los investigadores. Los insectos voladores no tienen músculos en sus alas. En lugar de eso tienen una junta mecánica, muy elaborada, que conecta el ala con los músculos del cuerpo de la mosca. Así, el control del ala se da a partir de los músculos del cuerpo.
“La evolución del ala de un insecto es uno de los momentos más importantes en la historia de la evolución. Los insectos desarrollaron la capacidad para volar y subsecuentemente, cambiar nuestro planeta, polinizando flores y manejando el ecosistema con ello”, indican los científicos. “No tenemos idea cómo las alas voladoras evolucionaron. Hasta ahora, tampoco sabíamos cómo los insectos controlaban sus alas”.
“Los músculos de los insectos son los más poderosos en este planeta”, dice Thad Lindsay, uno de los autores del artículo y con trabajos postdoctorales en ingeniería biológica. El grupo descubrió que los músculos de las moscas usan para realizar giros de dos tipos. En uno, los músculos tónicos -que son cinco- siempre se usan, haciendo ajustes finos para ajustar el giro del vuelo.
El segundo tipo tiene siete músculos fásicos, que están en general inactivos a menos que se requiera un movimiento poderoso y rápido. Estos músculos de giro están colocados en cuatro estructuras esqueléticas en la base del ala y cada estructura está equipada con al menos un músculo fásico y otro tónico para así controlar el movimiento del ala.
El equipo estudió estos músculos minúsculos -su longitud es del ancho de un cabello humano- usando moscas de la fruta modificadas genéticamente. Los músculos se contraen cuando se alcanzan ciertos niveles de calcio y cuando las moscas vuelan, parecen haber sido programadas para producir una proteína que brilla con diferente intensidad de acuerdo a la cantidad de calcio presente.
Todo este trabajo se analizó poniendo estas pequeñas moscas en un simulador de vuelo, en donde la mosca está fija a un alfiler y todo el derredor se mueve, pudiendo así observar el movimiento de las alas, así como los posibles giros que la mosca debe hacer en el ambiente simulado a su alrededor.
“Mucho de la neurociencia es acerca de información de los sensores y de los sistemas sensoriales como visión, olfato y oído”, dicen los investigadores.
“Conocemos mucho menos sobre los sistemas de los animales y cómo están organizados. Pero ahora que hemos entendido la organización del sistema de vuelo de las moscas, podemos tener una idea mucho más clara sobre cómo la información sensorial fluye por el cerebro. Es como resolver un misterio saltando las hojas para llegar más rápidamente al final de un libro. No teníamos idea de la gran organización que presenta el sistema motor de la mosca de la fruta”, concluyen.
Referencias: Phys.org