Hace tiempo que se sabe que la evoluci\u00f3n puede progresar r\u00e1pidamente en moscas de la fruta de vida corta y reproducci\u00f3n r\u00e1pida. Pero exactamente qu\u00e9 tan r\u00e1pido ha permanecido en duda, espec\u00edficamente si m\u00faltiples rasgos podr\u00edan evolucionar juntos, continuamente, en respuesta a cambios ambientales a corto plazo.<\/p>\n\n\n\n
En estudios anteriores en huertos del \u00e1rea de Filadelfia, Schmidt y sus colegas hab\u00edan visto que las moscas de la fruta presentes al comienzo de la temporada de crecimiento eran bastante diferentes de las que zumbaban a fines del oto\u00f1o en las medidas de tolerancia al estr\u00e9s, aptitud reproductiva e incluso pigmentaci\u00f3n. Pero esa investigaci\u00f3n no pudo descartar la posibilidad de que nuevas moscas estuvieran ingresando a la poblaci\u00f3n, causando los cambios dram\u00e1ticos.<\/p>\n\n\n\n
Para controlar m\u00e1s estrictamente las circunstancias de sus estudios, el equipo desarroll\u00f3 un huerto experimental, ubicado en un terreno en Pennovation Works, a poca distancia del campus principal de Penn. All\u00ed, varios recintos permiten a los miembros del laboratorio de Schmidt estudiar moscas en condiciones ambientales de la vida real (fr\u00edo, calor, lluvia y todo) mientras evitan que las moscas entren o escapen. Por lo tanto, se sabe que los insectos en los recintos al final de un experimento son descendientes directos de los que se liberaron en el recinto al comienzo del estudio.<\/p>\n\n\n\n
Comprobando la evoluci\u00f3n<\/strong><\/p>\n\n\n\n Los investigadores comenzaron la investigaci\u00f3n actual liberando 1,000 moscas de la fruta Drosophila melanogaster<\/em> en cada uno de los 10 recintos en julio de 2014. Luego, las moscas fueron alimentadas con las mismas dietas, pero por lo dem\u00e1s se las dej\u00f3 solas. En el pico del experimento, cada poblaci\u00f3n hab\u00eda crecido a aproximadamente 100.000 en n\u00famero. Una vez al mes, el equipo extrajo moscas individuales y 2500 huevos de cada recinto, los crio por separado y luego los analiz\u00f3 en busca de seis caracter\u00edsticas f\u00edsicas diferentes que se sabe que se rigen por m\u00faltiples genes, como el \u00e9xito reproductivo y la tolerancia al fr\u00edo.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, durante cada uno de esos controles mensuales, los investigadores seleccionaron al azar 100 moscas de la poblaci\u00f3n de cada recinto y secuenciaron sus genomas como un grupo combinado. Al hacerlo, pudieron obtener una instant\u00e1nea de las frecuencias al\u00e9licas cambiantes (las variaciones en diferentes puntos del genoma) a lo largo del tiempo. La evidencia de los datos f\u00edsicos y del genoma fue clara: las moscas estaban evolucionando, adapt\u00e1ndose a su entorno, y lo estaban haciendo m\u00e1s r\u00e1pido de lo que nadie hab\u00eda medido antes.<\/p>\n\n\n\n “Vemos que las poblaciones pueden rastrear las diferencias en el medio ambiente”, dice Schmidt. “Esta no fue una respuesta a un solo evento selectivo, como una sequ\u00eda. Las poblaciones evolucionaron y cambiaron constantemente durante todo el experimento”.<\/p>\n\n\n\n Adaptaci\u00f3n fluctuante “Pensar que un rasgo podr\u00eda evolucionar durante un cierto n\u00famero de semanas y luego invertir la direcci\u00f3n el mes siguiente, fue muy sorprendente”, dice Rudman. “Esto pinta una imagen de que la adaptaci\u00f3n y la selecci\u00f3n son realmente din\u00e1micas. La direcci\u00f3n de la selecci\u00f3n natural est\u00e1 cambiando, los objetivos est\u00e1n cambiando y est\u00e1n cambiando muy r\u00e1pido”.<\/p>\n\n\n\n Estudios previos, explican los investigadores, bien pueden haber subestimado la tasa de adaptaci\u00f3n, porque solo estaban observando cambios gen\u00f3micos entre dos puntos bastante distantes en el tiempo, digamos, A y B. Al observar repetidamente y con frecuencia a la misma poblaci\u00f3n, este experimento fue dise\u00f1ado para revelar lo que sucedi\u00f3 en el medio, una ruta sinuosa de adaptaci\u00f3n de A a B a C y de regreso a B, fluctuaciones que de otro modo habr\u00edan sido invisibles. Aunque las moscas de la fruta se reproducen en una escala de tiempo mucho m\u00e1s comprimida que los humanos, los investigadores dicen que sus hallazgos tienen relevancia para las especies m\u00e1s longevas y de regeneraci\u00f3n m\u00e1s lenta, como los humanos.<\/p>\n\n\n\n “Dir\u00eda que estos procesos tienen lugar en muchos organismos diferentes, pero son m\u00e1s dif\u00edciles de medir en las escalas de tiempo apropiadas”, dice Schmidt. “Entonces, para las moscas de la fruta, las presiones para adaptarse podr\u00edan venir con las estaciones, pero para los humanos podr\u00eda ser el cambio clim\u00e1tico, la agricultura, la utilizaci\u00f3n de la leche como fuente de alimento. Esto podr\u00eda ser un fen\u00f3meno general. La carga ahora recae sobre nosotros. para determinar la escala de tiempo en la que est\u00e1 ocurriendo”.<\/p>\n\n\n\n Rudman y Schmidt fueron coautores del art\u00edculo con Subhash Rajpurohit de Penn, Nicolas J. Betancourt y Jinjoo Hanna y Sharon I. Greenblum, Susanne Tilk, Tuya Yokoyama y Dmitri A. Petrov de la Universidad de Stanford. Rudman, Greenblum y Rajpurohit compartieron la primera autor\u00eda.<\/p>\n\n\n\n![\"Rapid](\"https:\/\/scx2.b-cdn.net\/gfx\/news\/hires\/2022\/rapid-adaptation-in-fr-1.jpg\")
<\/strong>Debido a que las moscas tienen una vida corta, el per\u00edodo de tiempo de un pu\u00f1ado de semanas entre cada an\u00e1lisis se tradujo en una a cuatro generaciones de moscas, o aproximadamente diez generaciones en el transcurso de todo el experimento. Aun as\u00ed, la magnitud de la adaptaci\u00f3n fue inesperada, con m\u00e1s del 60% del genoma de las moscas evolucionando directa o indirectamente durante el experimento. Schmidt y Rudman se\u00f1alan que esto no significa que la selecci\u00f3n evolutiva est\u00e9 actuando en m\u00e1s de la mitad del genoma: parte del ADN se arrastra cuando otras partes cambian en un proceso conocido como “borrador gen\u00e9tico”. Pero lo que hizo que los hallazgos fueran particularmente convincentes fue que la direcci\u00f3n de la adaptaci\u00f3n cambi\u00f3 varias veces, oscilando como un p\u00e9ndulo a medida que cambiaban las condiciones ambientales.<\/p>\n\n\n\n