organismos modelo... Una carta de amor a la mosca
Hoy voy a hablar sobre los organismos modelo. Qué son, para qué se utilizan, qué características tiene la mosca Drosophila como organismo modelo. Voy a contar por qué la mosca Drosophila es un buen modelo y por qué me gusta tanto trabajar con ellas. Al final, será una carta de amor a las moscas.
Que es un organismo modelo
Cuando queremos explicar algo complejo, generalmente lo hacemos con ejemplos y metáforas. Tomamos situaciones más simples pero que contienen los elementos clave de lo que queremos explicar.
Modelar en ciencia es parecido. Se trata de producir una versión simple de algo complejo.
En biología, muchas veces lo que nos interesa estudiar (por ejemplo, qué sucede con nuestro cerebro mientras dormimos) puede resultar muy complejo en el ser vivo que nos interesa (el humano) e incluso su estudio puede ser imposible por cuestiones éticas. Es por eso que investigamos los mismos procesos (o similares) en seres vivos más sencillos y accesibles. Modelamos lo que nos interesa entender estudiándolo en organismos modelo.
Pero, ¿qué es entonces un organismo modelo?
Un organismo modelo es una especie, es decir un ser vivo (animal, planta o microorganismo), que estudiamos con mucha intensidad para hacer generalizaciones sobre fenómenos biológicos.
Pero, ¿qué tan valido es hacer esto? ¿Por qué asumir que lo observado en una especie se puede aplicar a otras?
Todos los organismos estamos conectados por la evolución, como miembros de una gran familia. Compartimos más o menos características de nuestro funcionamiento de acuerdo a nuestro grado de relación. Las características más básicas están más extendidas mientras que las sutilezas se comparten sólo con parientes más cercanos.
Así, si queremos estudiar como funciona el ADN, podemos hacerlo en cualquier ser vivo, ya que todos tenemos ADN. Si queremos estudiar el desarrollo embrionario, solo lo podemos hacer en animales. Si por lo contrario nos interesan las expresiones faciales, tendremos que estudiarlo en monos (o caballos).
Modelos para todos los gustos
Hay organismos modelo de todos los tipos, bacterias, otros microorganismos, plantas y animales. Como ésta es una carta de amor a las moscas y las moscas son animales, les voy a contar un poco sobre otros modelos animales y para qué se estudian.
Como dije, mientras más básico sea un proceso, más serán los organismos que lo compartan, nuestras opciones para elegir un modelo van a ser muchas. Pero otras consideraciones entran en juego y es por eso que hay muchos organismos modelo, algunos muy específicos.
Posiblemente todos escucharon hablar de los ratones; son organismos modelo muy estudiados. Son pequeños y relativamente fáciles de criar. Son mamíferos como nosotros por eso con ellos se estudian gran cantidad de fenómenos de interés para los humanos principalmente relacionados con enfermedades. Como los ratones, también se usan las ratas y en el pasado se usaban los conejillos de india.
Pero estos no son los únicos mamíferos que se estudian. Algunos aspectos específicos del funcionamiento de los mamíferos se estudian en otros modelos, como los conejos o gatos. Comportamientos más complejos y procesos de aprendizaje se pueden estudiar en perros, caballos, delfines y monos.
Con la rana africana Xenopus, con gallinas y con el pez cebra se estudia el desarrollo embrionario, es decir cómo de una sola célula se obtiene un organismo completo, lo cuál es muy parecido en todos los vertebrados.
Los gusanos nematodos C. elegans son organismos muy simples pero muy poderosos como modelo de procesos moleculares y genéticos del desarrollo. En ellos se estudian muchas enfermedades humanas y las bases de fenómenos como el envejecimiento y la obesidad.
Por úlitmo, polillas como Bombyx mori (la polilla de la seda) o Manduca sexta (gusano del tabaco) son modelos tradicionales de la biología de insectos.
Y hay muchísimos más.
La mosca Drosophila, modelo de todo
El estudio de la mosca Drosophila comenzó con la genética. A comienzo del siglo XX en ella se hicieron descubrimientos muy importantes sobre las bases de la herencia y sobre las mutaciones (vamos a ver esto en próximos posts).
En la actualidad se modelan muy diversos aspectos de la biología (que si uno es generoso puede extrapolar a la biología de los humanos).
Es así que en la mosca se estudian las bases moleculares, genéticas y celulares del desarrollo embrionario.
Se modelan procesos fisiológicos y metabólicos del funcionamiento interno de los organismos. Esto nos permite entender cómo y por qué nos alimentamos, crecemos y envejecemos.
Se pueden modelar los sentidos. Cómo funcionan la vista, el olfato, el gusto y el tacto, y cómo los sentidos se relacionan con aspectos más complejos como la orientación, el aprendizaje, la toma de decisiones y la memoria.
Se estudian tambien aspectos complejos de las neurociencias, como el cortejo, la agresión, la memoria, el sueño, los ritmos biológicos, las relaciones entre individuos, las preferencias, etc.
Pero, el estudio en Drosophila no se queda sólo en lo que le pasa a un individuo. Estudiando especies de moscas relacionadas que viven en ambientes distintos podemos entender cómo evolucionan las especies y cómo se relacionan con su medio ambiente.
La carta de amor
Drosophila es un modelo muy potente y versátil. Son muchas las razones por las que considero que es un buen modelo.
Son muy fáciles de criar. Se las alimenta con una mezcla barata de polenta, azúcar y levadura de cerveza. Se las mantiene de a muchas en pequeños tubitos o en botellitas. Se pueden tener miles en poco espacio, sólo es necesario mantener la temperatura a 25 C y pasarlas a tubos con comida nueva cada tanto. Se reproducen fácil y rápido.
Trabajando con Drosophila uno no está solo. Hay una gran comunidad de científicos trabajando con moscas Drosophila. Son muy generosos y es regla general compartir libremente los recursos que se generan para estudiar a las moscas. Es sólo cuestión de mandar un mail, o hablar con alguien en un congreso y siempre están dispuestos a ayudar y compartir.
Existen grandes centros repositores que guardan lo que llamamos “líneas” de moscas, son variantes mutantes o transgénicas de la misma especie es decir, moscas que tienen alguna alteracion genética (lo vamos a ver con más detalle en el futuro). Hay miles de líneas y uno puede pedirlas y recibirlas por correo.
Esto es muy importante porque en Drosophila hay una gran cantidad de herramientas genéticas, que permiten hacer estudios muy precisos a nivel genético y sacar conclusiones muy detalladas de manera relativamente sencilla.
Una de las mejores herramientas es Flybase. Un sitio que tiene toda la información sobre el genoma de la mosca es decir, la secuencia, los genes, lo que se sabe de cada gen, las publicaciones científicas relacionadas con cada uno, las líneas de mosca disponibles y mucho más. Su acceso es libre (pero si uno puede pagar, aceptan que uno lo haga, ya que lamentablemente su presupuesto viene siendo recortado).
Es un modelo con mucha historia. Hay más de un siglo de publicaciones disponibles relacionadas con la biología de Drosophila. Pilas y pilas de papers. Cada día se publican nuevos y se abren nuevas líneas de investigación y se suman nuevas disciplinas al modelo. Hay además muchos libros con información básica sobre la biología de la mosca y sobre aspectos específicos.
La descripción de las bases de la genética en Drosophila a principios del siglo XX y el posterior desarrollo de potentes y simples herramientas, cambiaron la forma de pensar experimentos en muchas disciplinas de la biología. Así se produjeron grandes contribuciones a las bases de la biología entre las que se cuentan los trabajos de cuatro premios Nobel realizados con moscas (1 2 3 4).
Por todo esto, y porque son lindas, es que me gusta trabajar con las mosquitas.
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Un Biólogo. Un moscólogo. Apasionado por la ciencia y el dibujo.
