¿Cómo han evolucionado los cachalotes, las focas, los leones marinos y otros mamíferos acuáticos para adaptarse y sobrevivir durante largos períodos bajo el agua sin respirar? Los científicos han arrojado luz sobre cómo ha sido esa evolución.
Científicos de la Universidad de Liverpool identificaron una firma molecular distintiva en la mioglobina del cachalote y otros mamíferos marinos, lo que les permitió rastrear la evolución de las reservas de oxígeno muscular en más de 100 especies de mamíferos, incluidos sus antepasados fósiles. La mioglobina es una hemoproteína muscular, muy parecida a la hemoglobina tanto estructural como funcionalmente, cuya función es almacenar oxígeno.
Adaptación al medio acuático
La mioglobina, que le da a la carne su color rojo, está presente en altas concentraciones en los grandes mamíferos marinos, en concentraciones tan altas que el músculo es casi de color negro. Hasta ahora, sin embargo, se sabía muy poco sobre cómo esta molécula permite la adaptación de los mamíferos marinos al medio acuático.
Las proteínas tienden a permanecer juntas a altas concentraciones, afectando su función, por lo que no estaba claro cómo la mioglobina pudo ayudar al cuerpo de los mamíferos marinos a almacenar suficiente oxígeno para permitir que animales como las ballenas y focas permanezcan bajo el agua durante largos períodos de tiempo sin respirar.
Los grandes mamíferos marinos pueden contener la respiración durante más de una hora mientras cazan en las profundidades de los océanos, mientras que los mamíferos terrestres, como los humanos, pueden contener la respiración solo unos pocos minutos.
La mioglobina
Los investigadores explican que al estudiar la carga eléctrica en la superficie de la mioglobina, descubrieron que esta aumentó en los mamíferos que pueden sumergirse bajo el agua durante largos períodos de tiempo. Cuentan que les sorprendió ver la misma firma molecular en ballenas y focas, pero también en castores semiacuáticos, ratas almizcleras e incluso musarañas acuáticas.
Al mapear esta firma molecular en el árbol genealógico de los mamíferos, pudieron reconstruir las reservas de oxígeno muscular en antepasados extintos de los mamíferos mamíferos acuáticos de hoy. Incluso pudieron documentar la primera evidencia de un ancestro anfibio común de vaquitas marinas modernas, híbridos y elefantes que vivieron en aguas africanas poco profundas hace unos 65 millones de años.
El estudio sugiere que la carga eléctrica aumentada de la mioglobina en los mamíferos que tienen altas concentraciones de esta proteína causa electro-repulsión, como polos similares de dos imanes. Esto debería evitar que las proteínas se mantengan juntas, permitiendo concentraciones mucho más altas de la mioglobina que almacena oxígeno en los músculos de estos mamíferos. Los resultados de esta investigación sobre la evolución de los mamíferos marinos fueron publicados en la revista Science.
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