Drosophila melanogaster, mejor conocida como la mosca de la fruta, es uno de los animales más valorados por la ciencia. Aunque suene tan increíble para muchos, lo cierto es que así, tan diminuta como es, genéticamente es bastante parecida a los seres humanos, y es por ello que ha sido útil para realizar una infinidad de estudios que van desde el comportamiento como los mecanismos tras los ciclos circadianos.

Se trata de un animalito bastante común en diferentes lugares, y justo como su nombre lo indica, se encuentra principalmente en las frutas y en los restos de ellas que arrojamos a la basura.

Pero que no nos engañe su nombre. La mosca de la fruta no solo se alimenta de frutas. De hecho, un estudio reciente ha revelado que estas pequeñas voladoras pueden comer casi todo tipo de materia vegetal, siendo su dieta una de las más flexibles entre los seres vivos. Lo resaltante de ello es que esta diversidad en la dieta proviene de su gusto por los carbohidratos, y ha ayudado a los científicos a entender cómo evolucionar las preferencias alimentarias de nada más y nada menos que los humanos.

Organismos similares que no toleran los mismos nutrientes

Partamos de lo anterior. Los humanos, al igual que la mosca de la fruta, podemos escoger entre el amplio catálogo de alimentos que nos proporciona nuestra naturaleza, y los que elaboramos a partir de ella. Es por ello que se nos conoce como “generalistas nutricionales”.

Curiosamente, algunos primos genéticos de la mosca de la fruta, en lugar de tener una dieta flexible también, solo pueden alimentarse de plantas muy específicas, razón por la cual se les ha llamado “especialistas de nutrición”.

Los especialistas se alimentan de frutas o flores, pero no de cualquiera dentro de estos grupos. De hecho, la dieta nativa de estos es bastante específica y prácticamente carente de carbohidratos.

Esto ha llamado la atención de la comunidad científica, por lo que Kaori Watanabe y Yukako Hattori de la Escuela de Graduados de Bioestudios de la Universidad de Kyoto, dirigieron un estudio enfocado en descubrir por qué existen diferencias alimenticias tan marcadas entre organismos que forman parte de la misma familia genética.

“Descubrir las diferencias en los mecanismos moleculares entre generalistas y especialistas en nutrición puede ayudarnos a comprender cómo los organismos se adaptan a entornos nutricionales variables”.

Tres dietas diferentes para generalistas y especialistas

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Los investigadores aplicaron tres dietas distintas tanto a larvas generalistas como a especialistas y encontraron que las primeras crecieron con todas ellas, mientras que las segundas no sobrevivieron bajo el régimen rico en carbohidratos.

El equipo de investigadores inició sus experimentos con larvas tanto de generalistas como de especialistas, a las cuales suministraron tres dietas diferentes: una alta en proteína, otra en carbohidratos y otra basada en una mezcla proteína-carbohidrato.

El fin era determinar si las larvas de ambos grupos podrían adaptarse a cada una de ellas. Observaron que las generalistas, dentro de las cuales se encontraba la mosca de la fruta, lograron crecer desarrollar bajo todas las dietas aplicadas. Peo por otro lado, las larvas especialistas no pudieron sobrevivir en cada una de ellas: estas murieron en condiciones ricas en carbohidratos.

“En nuestra investigación, cambiamos el equilibrio de nutrientes en los alimentos de diferentes especies de Drosophila y comparamos su adaptabilidad nutricional junto con sus respuestas transcripcionales y metabólicas”.

Como mencionamos anteriormente, el perfil dietético de los especialistas indica que su consumo de carbohidratos es bastante bajo, el cual es sustancialmente diferente a la dieta flexible de sus primas.

La mayor tolerancia a los carbohidratos puede ser una respuesta evolutiva

Para explicar sus diferencias con grupos similares genéticamente como la mosca de la fruta, los investigadores sugirieron que estas pueden estar influenciadas por los genes que controlan su respuesta a los carbohidratos. Entre ellos, una vía de conocida como TGF-β/Activina, encargada de precisamente de ello.

“Una vía de señalización conocida como señalización de TGF-β/Activina regula la respuesta del cuerpo a los carbohidratos. En general, esta vía es bastante flexible y mantiene la homeostasis metabólica bajo diferentes dietas. De hecho, hay alrededor de 250 genes metabólicos que se regulan negativamente cuando la dieta es rica en carbohidratos”.

La conclusión a la que llegaron los investigadores es que la mayor tolerancia de los generalistas a los carbohidratos es el resultado de su proceso evolutivo. Estos pudieron haberse encontrado en ambientes en los que abundaran dichos nutrientes, mientras que los especialistas, al interactuar en ambientes consistentes bajos en carbohidratos, perdieron estos sistemas robustos evolutivos.

Entonces, considerando que los humanos y las moscas comparten una cantidad importante de genes y factores reguladores que los hacen similares, estos hallazgos podrían sentar las bases para el desarrollo de un modelo que permita conocer la variabilidad genética entre los humanos a partir de su ingesta dietética, según sugieren los autores.

Referencia:

Interspecies Comparative Analyses Reveal Distinct Carbohydrate-Responsive Systems among Drosophila Species. http://DOI: 10.1016/j.celrep.2019.08.030