Un estudio revela que un canto específico emitido por los progenitores modifica la expresión génica en el cerebro de los embriones, favoreciendo mecanismos asociados a la protección frente al calor
Un nuevo estudio internacional con participación de la Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC) revela que las crías de aves comienzan a prepararse para soportar altas temperaturas incluso antes de nacer. La investigación, realizada con el diamante mandarín ( Taeniopygia guttata ), demuestra que, mientras se desarrollan dentro del huevo, los embriones responden a un canto específico que sus progenitores emiten únicamente cuando hace calor . Escucharlo activa un conjunto de genes distinto al que desencadenan otros reclamos parentales y que están implicados en la regulación del flujo sanguíneo y del equilibrio de líquidos , procesos que constituyen uno de los principales mecanismos de enfriamiento cerebral.
"Resulta fascinante que el sonido por sí solo, percibido desde el interior del huevo, pueda alterar el funcionamiento cerebral ", señala Mylene Mariette , investigadora de la Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC) e impulsora de esta investigación.
Para investigar este fenómeno, se retiraron huevos frescos de nidos y se incubaron a una temperatura óptima en incubadoras artificiales. Simultáneamente, se emitía a través de altavoces integrados en las incubadoras el "canto de calor" a un grupo de huevos y otras llamadas parentales a otro. El día previo a la eclosión, se examinó el cerebro de los embriones para determinar cuáles de los miles de genes detectados en él se habían activado o desactivado.
Este trabajo da continuidad a una década de investigaciones lideradas por Mariette, que han demostrado que el "canto de calor" prepara a las futuras crías para afrontar temperaturas elevadas modificando distintos aspectos de su fisiología y comportamiento. Sin embargo, es la primera vez que se analizan los cambios que esta señal produce directamente en el cerebro .
Inicialmente, el equipo científico esperaba hallar el mecanismo subyacente común a todos los cambios observados anteriormente. Para ello, centraron su atención específicamente en el hipotálamo, una región cerebral clave para la regulación hormonal y la detección de la temperatura corporal. Sin embargo, en lugar de orquestar la preparación del organismo ante el calor, lo que descubrieron es que el cerebro parece estar preparándose para protegerse a sí mismo.
Estos resultados resultaron sorprendentes. "Esperábamos sobre todo grandes cambios en los genes que regulan las funciones hormonales , especialmente aquellos relacionados con el estrés, el crecimiento, el metabolismo y la regulación de la temperatura", explica Julia Georges , investigadora líder del estudio. "Al principio, fue decepcionante comprobar que esos cambios eran muy leves", comenta.
El cerebro parece protegerse a sí mismo
La sorpresa llegó al descubrir que la respuesta más intensa no estaba relacionada con la regulación hormonal, sino con genes implicados en la contracción muscular y la dinámica del citoesqueleto . Estos genes se expresaban principalmente en las células musculares que recubren los vasos sanguíneos cerebrales y en aquellas responsables de regular la entrada de líquido cerebral.
Los resultados indicaban que las crías expuestas al "canto de calor" desarrollaban una mayor flexibilidad en la barrera hematoencefálica , una estructura que controla el intercambio de sustancias entre la sangre y el cerebro. Esta característica también se observa en condiciones de calor intenso, sin embargo, estos cambios se produjeron únicamente por la percepción del sonido, sin que los embriones hubieran estado expuestos al calor.
" Es notable que tanto el calor como el 'canto del calor' tengan efectos sobre el mismo rasgo y en la misma dirección ", comenta Mariette. "Esas células de la barrera hematoencefálica sólo representan el 2% de las células del cerebro, que sobre todo contiene neuronas y células gliales. Pero, aun así, el efecto era muy claro".
El equipo científico continuará investigando para comprender qué implican esto cambios de expresión de genes para la resiliencia de los individuos frente al golpe de calor.
Este estudio se publicó en la revista Journal of Experimental Biology y constituye el primer artículo derivado de la tesis doctoral de Prakrit Subba, el primer autor.
Referencia bibliográfica:
Subba P, Mariette MM, Palios KA, Emmerson MG, Versace E, Buchanan KL, Clayton DF / & George JM. "Prenatal acoustic communication triggers adaptive vascular programming in the developing avian brain". Journal for Experimental Biology 252287. https://doi.org/10.1242/jeb.252287
