Biólogos de la Universidad de Utah, en Estados Unidos, han descubierto que una mutación en el gen ROR2 está relacionada con la reducción del tamaño del pico en numerosas razas de palomas domésticas. Sorprendentemente, diferentes mutaciones en ROR2 también están relacionadas con un trastorno humano llamado síndrome de Robinow. La vía de señalización ROR2 juega un papel importante en el desarrollo craneofacial de todos los vertebrados, concluyen los investigadores en un artículo publicado en la revista ‘Current Biology’.
Charles Darwin estaba obsesionado con las palomas domésticas. Pensaba que guardaban los secretos de la selección en sus picos. Las más de 350 razas de palomas domésticas tienen picos de todas las formas y tamaños dentro de una misma especie (‘Columba livia’). Los más llamativos son picos tan cortos que a veces impiden a los padres alimentar a sus propias crías.
Siglos de mestizaje enseñaron a los primeros colombófilos que la longitud del pico estaba probablemente regulada por unos pocos factores hereditarios. Sin embargo, los genetistas modernos no han logrado resolver el misterio de Darwin y señalar la maquinaria molecular que controla los picos cortos, hasta ahora.
«Algunas de las características más llamativas del síndrome de Robinow son los rasgos faciales, que incluyen una frente ancha y prominente y una nariz y una boca cortas y anchas, y que recuerdan al fenotipo de pico corto de las palomas –afirma Elena Boer, autora principal del trabajo, que realizó la investigación como becaria postdoctoral y que ahora es científica de variantes clínicas en los laboratorios ARUP–. Tiene sentido desde el punto de vista del desarrollo, porque sabemos que la vía de señalización ROR2 desempeña un papel importante en el desarrollo craneofacial de los vertebrados».
Los investigadores criaron dos palomas con picos cortos y medianos: el macho de pico medio era un Racing Homer, un ave criada por su velocidad con una longitud de pico similar a la de la paloma bravía ancestral. La hembra de pico pequeño era una vieja lechuza alemana, una raza de palomas de lujo que tiene un pico pequeño y achaparrado.
«Los criadores seleccionaron este pico puramente por estética hasta el punto de que es perjudicial: nunca aparecería en la naturaleza. Por tanto, las palomas domésticas suponen una gran ventaja para encontrar los genes responsables de las diferencias de tamaño –explica Michael Shapiro, titular de la Cátedra Presidencial James E. Talmage de Biología y autor principal del trabajo–. Uno de los grandes argumentos de Darwin era que la selección natural y la selección artificial son variaciones del mismo proceso. El tamaño de los picos de las palomas fue decisivo para averiguar cómo funciona».
Los padres de pico corto y medio produjeron una cría inicial de F1 con picos de longitud intermedia. Cuando los biólogos aparearon las aves F1 entre sí, los nietos F2 resultantes tenían picos que iban de grandes a pequeños, y todos los tamaños intermedios. Para cuantificar la variación, Boer midió el tamaño y la forma del pico en los 145 individuos F2 utilizando escaneos micro-CT generados en la Instalación Central de Imágenes Preclínicas de la Universidad de Utah.
«Lo bueno de este método es que nos permite observar el tamaño y la forma de todo el cráneo, y resulta que no es sólo la longitud del pico lo que difiere: la caja del cerebro cambia de forma al mismo tiempo –añade Boer–. Estos análisis demostraron que la variación del pico dentro de la población F2 se debía a diferencias reales en la longitud del pico y no a la variación del tamaño general del cráneo o del cuerpo».
A continuación, compararon los genomas de las palomas. En primer lugar, utilizando una técnica llamada mapeo de loci de rasgos cuantitativos (QTL), identificaron variantes de la secuencia de ADN dispersas por el genoma, y luego observaron si esas mutaciones aparecían en los cromosomas de los nietos F2.
«Los nietos con picos pequeños tenían el mismo trozo de cromosoma que su abuelo con el pico pequeño, lo que nos decía que ese trozo de cromosoma tiene algo que ver con los picos pequeños –señala Shapiro–. Y estaba en el cromosoma sexual, lo que los experimentos genéticos clásicos habían sugerido, así que nos emocionamos».
A continuación, el equipo comparó las secuencias completas del genoma de muchas razas de palomas diferentes; 56 palomas de 31 razas de pico corto y 121 palomas de 58 razas de pico medio o largo. El análisis mostró que todos los individuos con picos pequeños tenían la misma secuencia de ADN en una zona del genoma que contiene el gen ROR2.
«El hecho de que obtuviéramos la misma señal fuerte a partir de dos enfoques independientes fue realmente emocionante y proporcionó un nivel adicional de evidencia de que el locus ROR2 está involucrado», prosigue Boer.
Los autores especulan que la mutación del pico corto hace que la proteína ROR2 se pliegue de una nueva manera, pero el equipo tiene previsto realizar experimentos funcionales para averiguar cómo afecta la mutación al desarrollo craneofacial.
