Desde tiempos inmemoriales este tipo de perros han protegido los rebaños de ovejas del Himalaya de los lobos tibetanos y otros depredadores que acechan hasta a más de 4500 metros de altitud sobre el nivel del mar. Estos canes de leonada melena son capaces de vivir a alturas a las que que ninguna otra raza doméstica podría sobrevivir.
Investigaciones previas sugieren que el mastín tibetano tomó un atajo evolutivo al reproducirse con el lobo tibetano. Este, ya se había adaptado a la altitud al desarrollar hemoglobina más eficiente. Es decir, un mejor funcionamiento de la proteína que atrapa el oxígeno en el torrente sanguíneo y lo distribuye a los órganos.
el mastín tibetano tomó un atajo evolutivo al reproducirse con el lobo tibetano
Jay Storz, Tony Signore y sus colegas de la Universidad de Nebraska-Lincoln han determinado ahora como favoreció a este tipo de perrros «dormir con el enemigo». Su contacto con los lobos le otorgó al mastín tibetano una arquitectura de hemoglobina que captura y libera oxígeno aproximadamente un 50% más eficientemente que en otras razas de perros. Signore llegó a la conclusión después de probar la hemoglobina del mastín tibetano frente a la de múltiples razas domésticas. En el estudio participó incluso el perro de uno de los científicos, una mezcla de Gran Pirineo y Lobero irlandés.
Tomando prestado del lobo tibetano
«En altitud, el problema es tomar oxígeno, porque hay menos», dijo Signore, investigador postdoctoral que trabaja en el laboratorio de Storz. «Si piensas en la hemoglobina como un imán de oxígeno, este imán es más fuerte». Los investigadores de Nebraska, que colaboraron con colegas de la Universidad Qinghai en China, ya sabían que la hemoglobina del mastín tibetano incluía cambios en dos aminoácidos. Ligeras modificaciones en la estructura de la proteína, que están presentes en el lobo tibetano pero ausentes en todos los demás perros.
Al diseñar y luego probar las hemoglobinas que contenían ambas mutaciones de aminoácidos frente a solo una u otra, el equipo descubrió que ambas mutaciones son cruciales para el cambio adaptativo en el rendimiento de la hemoglobina. Cuando cualquiera de las mutaciones estaba ausente, la hemoglobina no se comportaba de manera diferente a la de otras razas de perros. «Lo que hemos descubierto es una de las razones por las que el mastín tibetano es tan diferente de otros perros. Y eso es porque tomó prestadas algunas cosas de los lobos tibetanos».
Interesante mutación que reforzó al mastín tibetano
Esas dos mutaciones de aminoácidos se originan en un segmento genético que el lobo tibetano pasó al mastín a través del cruce. Pero el nuevo estudio también sugiere que el segmento genético en sí proviene de un gen inactivo. Un gen que permaneció latente en la subespecie de lobo durante probablemente miles de años. En algún momento, el segmento pseudogenético que alberga las dos mutaciones fue copiado y pegado en el segmento correspondiente de un gen similar pero activo, que luego formateó la hemoglobina del lobo tibetano.
Debido a que esas mutaciones provenían de un gen inactivo, uno sin efectos fisiológicos en el lobo, inicialmente no estaban sujetas a las presiones de la selección natural. Sin embargo, en este caso, las mutaciones mejoraron la capacidad de unión a oxígeno de la hemoglobina, aumentando las probabilidades de supervivencia del lobo tibetano. Eso alentó el paso del segmento genético a través de las generaciones posteriores del lobo y, finalmente, al mastín tibetano.
«No habrían conferido ningún beneficio en circunstancias normales», explica Storz. «Este evento de conversión ocurrió en un contexto ambiental donde el aumento en la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno hubiera sido beneficioso. Por lo tanto, las mutaciones que de otro modo habrían sido neutrales o incluso perjudiciales en realidad tuvieron un efecto de aptitud positiva».
Ejemplos sólo vistos antes en laboratorio
Storz analiza que hay algunos otros casos documentados en los que una mutación inicialmente intrascendente o adversa finalmente benefició a un organismo a medida que cambiaba su entorno. Y la mayoría de estos casos han involucrado estudios experimentales sobre microorganismos en el laboratorio.
«Este es un buen ejemplo del efecto que involucra a los animales vertebrados y el medio ambiente natural», dijo. Los investigadores informaron sus hallazgos en la revista Molecular Biology and Evolution. Storz y Signore fueron los autores del estudio con Hideaki Moriyama de Nebraska, profesor asociado de ciencias biológicas, junto con Ri-Li Ge de la Universidad de Qinghai, Ying-Zhong Yang, Quan-Yu Yang y Ga Qin.
Fuente:
Adaptive Changes in Hemoglobin Function in High-Altitude Tibetan Canids Were Derived via Gene Conversion and Introgression
Anthony V Signore, Ying-Zhong Yang, Quan-Yu Yang, Ga Qin, Hideaki Moriyama, Ri-Li Ge, Jay F Storz