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Penn State, University at Buffalo
Los osos pardos y negros hibernan durante el invierno para conservar energía y mantenerse calientes. Pero no ocurre lo mismo con los osos polares.
Sólo las osas polares preñadas hacen una madriguera para los meses más fríos. Entonces, ¿cómo sobrevive el resto a los inviernos extremos del Ártico?
En un nuevo estudio, los investigadores demuestran que los genes que controlan la producción de óxido nítrico en el genoma del oso polar son diferentes en comparación con genes similares en los osos pardos y negros.
«Con todos los cambios en el clima global, se hace más relevante investigar qué tipo de adaptaciones existen en los organismos que viven en estos entornos de gran latitud», dice la investigadora principal, Charlotte Lindqvist, profesora adjunta de ciencias biológicas en la Universidad de Buffalo.
«Este estudio proporciona una pequeña ventana a algunas de estas adaptaciones», dice. «Las funciones genéticas que tenían que ver con la producción de óxido nítrico parecían estar más enriquecidas en el oso polar que en los osos pardos y negros. Había más variantes únicas en los genes de los osos polares que en los de las otras especies.»
Calor en lugar de energía
Los investigadores dicen que las adaptaciones genéticas son importantes debido al papel crucial que desempeña el óxido nítrico en el metabolismo energético.
Típicamente, las células transforman los nutrientes en energía. Sin embargo, existe un fenómeno llamado termogénesis adaptativa o sin escalofríos, en el que las células producirán calor en lugar de energía en respuesta a una dieta particular o a las condiciones ambientales.
Los niveles de producción de óxido nítrico pueden ser un interruptor clave que desencadena la cantidad de calor o energía que se produce a medida que las células metabolizan los nutrientes, o la cantidad de nutrientes que se almacena en forma de grasa, dice Lindqvist.
«En niveles altos, el óxido nítrico puede inhibir la producción de energía», dice Andreanna Welch, primera autora y antigua investigadora postdoctoral con Lindqvist. «A niveles más moderados, sin embargo, puede tratarse más bien de una manipulación, en la que el óxido nítrico interviene en la determinación de si se produce energía o calor, y cuándo».
En el nuevo estudio, publicado en la revista Genome Biology and Evolution, los científicos analizaron los genomas mitocondriales y nucleares de 23 osos polares, tres osos pardos y un oso negro.
La investigación forma parte de un programa más amplio dedicado a comprender cómo se ha adaptado el oso polar al duro entorno ártico. En 2012, Lindqvist y sus colegas informaron de la secuenciación de los genomas de múltiples osos pardos, osos negros y osos polares.
En un artículo anterior en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, los estudios comparativos entre el ADN de las tres especies descubrieron algunos rasgos distintivos de los osos polares, como las diferencias genéticas que pueden afectar a la función de las proteínas implicadas en el metabolismo de la grasa, un proceso muy importante para el aislamiento.
Entre los coautores se encuentran científicos de Penn State, el Centro Científico de Alaska del Servicio Geológico de Estados Unidos, la Universidad de Durham y la Universidad de California en Santa Cruz. La Universidad de Buffalo y la Fundación Nacional de Pesca y Vida Silvestre apoyaron el estudio.