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Los Investigadores determinan una manera nueva de estudiar comportamiento reproductivo propio de cada especie

Los Investigadores en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) y la Universidad de California, San Diego (UCSD) han descubierto que la inyección de una hormona simple en sanguijuelas crea una manera nueva de estudiar cómo las hormonas y el sistema nervioso trabajan juntos para producir comportamiento reproductivo propio de cada especie.

Un papel que describe el trabajo aparece en la edición en línea del 11 de marzo de la Biología de la Corriente del gorrón.

Daniel Wagenaar, Profesor Investigador Mayor Amplio en Conjunto De Circuitos del Cerebro en Caltech y primer autor del papel, encontrado que la inyección de una hormona determinada en una sanguijuela medicinal (verbana del Hirudo) indujo una serie de movimientos que imitan de cerca comportamiento reproductivo natural, incluyendo torcerse estereotípico de 180 grados del cuerpo. Los estudios de Wagenaar fueron iniciados en el UCSD.

El torcerse, que ocurre con un período de aproximadamente cinco minuto-que le hacen uno de los ritmos del comportamiento más lentos descubiertos nunca, independientemente de ritmo-servicios diurnales y anuales para alinear los poros reproductivos en (debajo) la cara ventral de una sanguijuela con los poros complementarios en la cara ventral de un socio, así facilitando la cópula. Sin este comportamiento, la cópula fallaría.

“En muchas especies animales, la reproducción sexual implica altamente específico y los comportamientos complejos en todos los escenarios del cortejo a la cópula y más allá,” Wagenaar dice. “La Mayoría de los animales realizan estos comportamientos sin el aprendizaje, que sugiere fuertemente que los comportamientos “hardwired de alguna manera” en sus sistemas nerviosos.”

El lazo entre la actividad de las células nerviosas y el comportamiento de la sanguijuela se ha estudiado muy bien, y la simplicidad del sistema nervioso de la sanguijuela, que contiene solamente cerca de 15.000 neurona-órdenes de la magnitud menos que incluso a mosquito-ha facilitado grandemente este trabajo.

Los estudios descritos en el papel de Wagenaar fueron inspirados por la combinación de los comportamientos complejos de las sanguijuelas que criaban en el laboratorio y su sistema nervioso relativamente simple.

La Reproducción es una de las actividades más importantes de todas las especies animales, notas de Wagenaar, pero de sanguijuelas, como en la otra especie sexual que se reproducía, ha probado difícil entender cómo este comportamiento crítico es producido por la actividad en el sistema nervioso.

“Pocos animales ejecutarán comportamientos reproductivos mientras que se están sujetando a los métodos neurobiological del registro,” Wagenaar dicen.

Wagenaar y sus colegas conseguidos alrededor de la reticencia relativa de las sanguijuelas inyectándolas con un tipo de hormona encontrado en una amplia variedad de animales. En seres humanos y en otros mamíferos, dos versiones de este hormona-vasopressin y oxitocina-juego un papel potente en fisiología y la unión monógama reproductivas. Las Sanguijuelas también producen a una pieza de esta familia de la hormona, llamada hirudotocin. Los grupos en el UCSD y Caltech descubrieron que la hormona desempeña un papel en comportamiento de apareamiento de la sanguijuela normal.

En cuestión de minutos después de que una sanguijuela haya recibido una inyección del hirudotocin, visualiza una variedad de comportamientos del cortejo, incluso si es sola en un contenedor. Durante cortejo, las sanguijuelas abren sus bocas de par en par y exploran a los cuerpos de socios potenciales ejecutando la boca a lo largo de la piel, mientras que también tuercen sus cuerpos tienen gusto de un sacacorchos. Estos comportamientos eran sabidos para ser sacados por hirudotocin y otras piezas estrechamente vinculadas de la familia molecular del vasopressin.

“Hirudotocin es producido por la sanguijuela, pero bajo condiciones ordinarias puede estar presente en cantidades muy pequeñas,” Wagenaar dice. “Inyectando relativamente una gran cantidad de la hormona, podemos, en cierto modo, abrumar el sistema. Considerando Que las pequeñas dosis aumentan solamente la tendencia hacia el comportamiento, permitiendo que otras señales de entrada lo reemplacen (como en el caso natural), dosis más grandes hacen esta tendencia tan fuerte que nada puede conseguir de la manera.”

Usando progresivamente una sanguijuela reducida preparación-que es, pedazos más pequeños y más pequeños de científicos de una sanguijuela- determinaron la parte de su sistema nervioso central responsable de generar el comportamiento de apareamiento. “Una de las atracciones de los invertebrados más inferiores es que usted puede cortarlos literalmente en pedazos, y cada uno de los pedazos quiere más o menos guardan el realizar de la función que se habría realizado en el animal entero,” Wagenaar explican.

“Comenzamos fuera a estudiar el comportamiento de los animales enteros que inyectamos simple con la hormona. Después cortamos sanguijuelas en terceros e inyectamos cada parte con la hormona, y encontramos que la hormona actuaba solamente en la parte central, que contiene los órganos reproductivos. Entonces cortamos abierto que la parte central y estirado fuera la piel así que nos podría estudiar más detalladamente las contracciones del músculo que eran la base del comportamiento del animal entero.”

“Finalmente,” él dice, “quitamos el cuerpo totalmente, guardando apenas el sistema nervioso, y encontramos que incluso el sistema nervioso central desencarnado” - en especial, los ganglios (atados de los cuerpos de la célula nerviosa) situados en los segmentos reproductivos de la sanguijuela “produjeron las señales apropiadas del nervio de generar el modelo de la actividad de músculo que habíamos observado.”

“Nuestro proyecto siguiente será utilizar los tintes voltaje-sensibles a las señales de registro de una gran parte de todas las neuronas en los ganglios reproductivos, de encontrarlo cuáles contribuyen a generar y a mantener el comportamiento,” agrega.

Wagenaar y sus colegas creen que estos estudios establecen la sanguijuela como sistema del modelo nuevo para estudiar cómo las hormonas actúan en el sistema nervioso para producir comportamiento de apareamiento, y para descifrar los circuitos de los nervios específicos que controlan el comportamiento.

“El conocimiento ganado de estos estudios,” agrega el Francés de Kathleen del co-autor del estudio del UCSD, “se prevee verter la nueva luz en las acciones recíprocas de hormonas y las neuronas en cortejo que controla y comportamiento reproductivo en una amplia variedad de especie sexual que se reproduce, de la sanguijuela humilde a los seres humanos en a escogen la barra.”

Fuente: Instituto de Tecnología de California