Investigadors expliquen com es genera l'ala que permet a les mosques mantindre l'equilibri en l'aire

   ALACANT, 12 Jun. (EUROPA PRESS) -

   Un equip de l'Institut de Neurociències (IN) --centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Miguel Hernández (UMH) d'Elx-- ha revelat com es forma l'halteri, una estructura fonamental per al vol de les mosques.

   Este xicotet òrgan, situat darrere de les ales principals, actua com un giroscopi biològic, que ajuda a l'insecte a estabilitzar-se en l'aire. L'estudi ha sigut publicat en la revista 'Current Biology'.

   La investigació la lidera José Carlos Pastor Pareja, director del Laboratori d'Arquitectura Cel·lular i Tissular en el Sistema Nerviós de l'Institut de Neurociències, i ha demostrat que, al contrari del que es pensava, l'halteri no és una estructura buida, sinó que les seues dos superfícies estan connectades internament a través d'un sofisticat sistema cel·lular que estabilitza la seua forma arredonida.

   Segons explica Pastor Pareja, "esta estructura és un sistema d'estabilització que recorda als suports arquitectònics: sense aquestes connexions internes, l'halteri s'allarga i perd la seua forma, igual que una carpa sense tensors".

   Durant el procés que es coneix com a metamorfosi de la mosca, el pas de larva a adult, les ales i els halteris es desenvolupen a partir d'una fina capa de cèl·lules. En el cas de l'halteri, l'equip ha descobert que primer es degrada una matriu extracelul·lar rica en col·lagen que separa les seues dues cares. Aquesta degradació permet que es formen projeccions cel·lulars que connecten totes dues superfícies a través d'una matriu amb una altra proteïna, la laminina, formant una espècie d'armadura interna.

   Estes connexions actuen com a tensors biològics, que permeten resistir les forces que d'una altra manera deformarien l'òrgan. Quan el sistema falla, com ocorre en els models de mosca de la fruita (Drosophila melanogaster) modificats genèticament per l'equip, l'halteri perd la seua forma arredonida, clau per a la seua funció.

   A més, l'estudi revela que l'halteri està sotmés a una tensió constant: una força que tira de la seua base i una altra que ho ancora a la cutícula externa de l'insecte. És precisament este sistema intern de tensors el que equilibra les dos forces per a mantindre la seua geometria.

MICROSCÒPIA ELECTRÒNICA I GRAVACIONS

   Per a observar els efectes, l'equip va utilitzar tècniques avançades de microscòpia electrònica i gravacions en viu durant la metamorfosi de la mosca. "Hem vist que es produïxen una sèrie de projeccions cel·lulars que estabilitzen la forma arredonida de l'halteri en contrarestar forces que d'una altra manera ho deformarien", indica Pastor Pareja. I afig l'investigador, "quan eliminem esta estructura de suport en models mutants, l'òrgan perd la seua geometria funcional".

   L'ús de models mutants i l'anàlisi de la matriu extracelul·lar han estat claus per a desentranyar aquest mecanisme, que combina degradació de col·lagen, adhesió cel·lular i tensors interns que reforcen l'estructura des de dins. Els resultats del treball van més enllà del cas particular de la mosca de la fruita, ja que aporten idees generals sobre com els òrgans adquireixen la seua forma en els animals, una qüestió fonamental en biologia del desenvolupament. A més, poden inspirar noves maneres d'abordar qüestions com l'enginyeria de teixits o el disseny d'estructures biomimètiques.

   L'estudi s'ha dut a terme en col·laboració amb els científics Yuzhao Song i Tianhui Sun, de la Universitat de Tsinghua (Xina); els investigadors Paloma Martín i Ernesto Sánchez Herrero, del Centre de Biologia Molecular Severo Ochoa (CBMSO, CSIC-UAM); i Jorge Fernández Herrero, de la Universitat d'Alacant.

   I ha comptat amb el finançament del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, el Programa per a Centres d'Excel·lència Severo Ochoa de l'Institut de Neurociències (CSIC-UMH), la Fundació Ramón Areces i la Fundació Nacional de Ciència de Xina.