¿Cómo se relaciona el comportamiento sexual de las moscas con la medición del tiempo?

Si bien los relojes digitales, mecánicos, solares o de arena son herramientas que permiten la medición del tiempo, así como los ritmos circadianos naturales del cuerpo, una reciente investigación se enfocó en una alternativa poco previsible para medir el paso del tiempo: el comportamiento sexual de las moscas.

El estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Harvard, muestra que el comportamiento de apareamiento de las moscas no es casual, sino que la motivación y el comportamiento asociado están bajo el control de las neuronas que rastrean el tiempo.

Temporizador molecular

Los apareamientos de la mosca de la fruta (Drosofila melanogaster) parecen estar cronometrados. Investigaciones anteriores encontraron que si no se le molestaba, un macho se aparearía con una hembra durante un promedio de 23 minutos desde el comienzo hasta el final, casi nunca más de 27 minutos o menos de 19 minutos.

Sin embargo, explican los investigadores, si durante el acto sexual la mosca es desafiado con algún factor estresante, como calor extremo, el macho tiene que decidir si insiste en aparearse o desistir y volar, pero esto es algo que nunca lo hará antes de 6 minutos, y está dispuesto a sacrificar su vida y la de su pareja porque los espermatozoides no se transfieren hasta los 6 minutos de apareamiento.

El equipo quería saber más sobre lo que sucede en la cabeza del macho y cómo sabe cuándo sus 6 o 23 minutos han transcurrido. Los investigadores descubrieron que la enzima CaMKII, famosa por su papel en la memoria, es el temporizador de 6 minutos.

Se piensa que CaMKII es principalmente una molécula de memoria, pero los autores creen que lo que realmente hace es mantener la información en largas escalas de tiempo, ya sea para la memoria o para cronometrar otros procesos cerebrales.

Similar a un reloj

Lo que encontraron los investigadores es que la enzima CaMKII, que también se encuentra en las neuronas de los humanos y otros mamíferos, se activa en cuatro neuronas específicas cuando comienza el apareamiento y permanece activa durante 6 minutos.

De modo similar a un reloj, la enzima CaMKII está formada por 12 subunidades que forman un círculo. Una vez activada, cada subunidad impulsa a sus vecinos a mantenerse activos, incluso después de que la señal de disparo se haya desvanecido.

Si bien esta investigación se centró en los primeros 6 minutos de apareamiento, el equipo planea profundizar en los mecanismos involucrados en los restantes 17 minutos de apareamiento de la mosca. Sospechan que este otro sistema de cronometraje también puede utilizar CaMKII, pero en diferentes neuronas y configuraciones.

Dado que la estructura de la enzima CaMKII es casi idéntica en humanos, moscas e incluso en formas de vida más simples, los autores creen que los hallazgos de esta investigación podrían ser de utilidad para la comprensión de muchas de las conductas humanas.

Referencia: CaMKII Measures the Passage of Time to Coordinate Behavior and Motivational State. Neuron, 2019. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2019.10.018