Jirafas: el problema de ser alto

La jirafa es un animal realmente desconcertante. Con su anatomía excepcional y su conjunto de adaptaciones evolutivas, la jirafa es un caso excepcional de evolución y fisiología animal. Ahora, un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Copenhague y la Universidad Politécnica del Noroeste en China ha producido un genoma de alta calidad a partir de la jirafa e investigado qué genes probablemente sean responsables de sus características biológicas únicas.
La extraordinaria estatura de la jirafa ha dado lugar a una larga lista de coadaptaciones fisiológicas. La presión arterial de la jirafa, por ejemplo, es dos veces más alta que la de los humanos y la mayoría de los demás mamíferos para permitir un suministro constante de sangre a la elevada cabeza. ¿Cómo evita la jirafa los efectos secundarios habituales de la presión arterial alta, como daños graves en el sistema cardiovascular o accidentes cerebrovasculares?
El equipo descubrió un gen en particular, conocido como FGFRL1, que ha sufrido muchos cambios en la jirafa en comparación con todos los demás animales. Utilizando sofisticadas técnicas de edición de genes, introdujeron mutaciones de FGFRL1 específicas de jirafa en ratones de laboratorio. Curiosamente, los ratones tipo jirafa se diferenciaron de los ratones normales en dos aspectos importantes: sufrieron menos daño cardiovascular y de órganos cuando fueron tratados con un medicamento que aumenta la presión arterial, y desarrollaron huesos más compactos y densos.
"Ambos cambios están directamente relacionados con las características fisiológicas únicas de la jirafa: hacer frente a la presión arterial alta y mantener huesos compactos y fuertes, a pesar de que crecen más rápido que cualquier otro mamífero, para formar el cuello y las patas alargadas", dice. Rasmus Heller del Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague, uno de los autores principales del estudio.
Las jirafas no pueden dormir
Si bien saltar de la cama para (algunos) humanos puede ser un asunto elegante y sin esfuerzo, definitivamente este no es el caso de la jirafa. Simplemente ponerse de pie es un procedimiento largo e incómodo, y mucho menos levantarse y huir de un depredador feroz. Por lo tanto, las jirafas han evolucionado para pasar mucho menos tiempo durmiendo que la mayoría de los otros mamíferos.

Rasmus Heller explica: "Encontramos que los genes clave que regulan el ritmo circadiano y el sueño estaban bajo una fuerte selección en las jirafas, lo que posiblemente permitiera a la jirafa un ciclo de sueño-vigilia más interrumpido que otros mamíferos".
De acuerdo con la investigación en otros animales, una compensación evolutiva también parece estar determinando su percepción sensorial, continúa Rasmus:
"Las jirafas en general están muy alerta y aprovechan su ventaja de altura para explorar el horizonte con su excelente vista. Por el contrario, han perdido muchos genes relacionados con el olfato, que probablemente esté relacionado con una presencia radicalmente diluida de aromas a 5 m en comparación con el nivel del suelo. "
¿Un modelo de mecanismos evolutivos, y quizás incluso medicina humana?
Estos hallazgos proporcionan información sobre los modos básicos de evolución. Los efectos duales del gen FGFRL1 fuertemente seleccionado son compatibles con el fenómeno de que un gen puede afectar varios aspectos diferentes del fenotipo, la denominada pleiotropía evolutiva. La pleiotropía es particularmente relevante para explicar cambios fenotípicos inusualmente grandes, porque tales cambios a menudo requieren que se cambie un conjunto de rasgos en un corto tiempo evolutivo. Por lo tanto, la pleiotropía podría proporcionar una solución al enigma de cómo la evolución podría lograr los muchos cambios codependientes necesarios para formar un animal tan extremo como una jirafa. Además, los hallazgos incluso identifican a FGFRL1 como un posible objetivo de investigación en enfermedades cardiovasculares humanas.
"Estos resultados muestran que los animales son modelos interesantes, no solo para comprender los principios básicos de la evolución, sino también para ayudarnos a comprender qué genes influyen en algunos de los fenotipos que realmente nos interesan, como los relacionados con las enfermedades. Vale la pena señalar que las variantes genéticas no tienen necesariamente el mismo efecto fenotípico en diferentes especies, y que los fenotipos se ven afectados por muchas otras cosas además de la variación en las regiones de codificación ", dice Qiang Qiu de la Universidad Politécnica de Northwestern, otro autor principal del estudio.
Los resultados acaban de publicarse en Science Advances.