Un equipo de biólogos
de la Universidad de California en San Diego (UC San Diego) logró reprogramar
genéticamente el sistema visual de la mosca de la fruta (Drosophila
melanogaster) para replicar la estructura ocular compleja de las mariposas. La
investigación, cuyos resultados fueron publicados el miércoles 7 de octubre de
2026 en la revista científica especializada Science Advances, identificó el
interruptor genético exacto que desencadena la formación de una célula
fotorreceptora adicional en los ojos compuestos de los insectos. El avance
revela cómo cambios genéticos específicos en el desarrollo ocular permitieron a
las mariposas expandir su percepción cromática para localizar néctar en las
flores y reconocer a sus parejas en la naturaleza.
El estudio, liderado
por el laboratorio del profesor Michael Perry en la Escuela de Ciencias
Biológicas de UC San Diego, demostró que la adición de este fotorreceptor
suplementario no requirió una reestructuración evolutiva compleja del cerebro
del insecto. De acuerdo con lo reportado por la propia institución académica y
los autores del manuscrito científico, al activar un gen específico durante una
breve ventana temporal del desarrollo embrionario de la mosca, las unidades
visuales de los ojos compuestos —denominadas omatidios— desarrollaron nueve
células fotorreceptoras en lugar de las ocho habituales. Sorprendentemente, las
neuronas cerebrales ya existentes en el sistema nervioso de la mosca integraron
las nuevas señales ópticas sin necesidad de mutations o adaptaciones
secundarias.
Para verificar cómo la
evolución moldeó esta capacidad cromática, los científicos centraron sus
observaciones iniciales en la mariposa vanesa de los cardos (Vanessa cardui).
Mientras que la mayoría de las familias de insectos, incluidas las moscas,
mantienen un patrón altamente conservado de ocho fotorreceptores por omatidio,
las mariposas cuentan con nueve células en cada unidad visual. Los
investigadores determinaron que esta diferencia no surgió de un rediseño total
del ojo, sino de la duplicación funcional de un tipo de célula específica
conocida como fotorreceptor R7, especializado en la detección de radiación
ultravioleta y tonos de corta longitud de onda.
El gen
reprogramado y la flexibilidad del sistema nervioso:
El procedimiento de
ingeniería genética ejecutado en el laboratorio de UC San Diego consistió en
activar el gen controlador de la suerte celular en momentos clave de la
formación de los discos oculares del embrión de la mosca. Esta modificación
indujo la diferenciación de una segunda célula fotorreceptora del tipo R7 en
cada omatidio. La presencia del noveno sensor fotoeléctrico convirtió a las
moscas modificadas en organismos con una distribución retiniana equivalente a
la de las mariposas, permitiendo un rango teórico más amplio en el espectro
visual.
Uno de los hallazgos
más relevantes del trabajo radicó en la respuesta del tejido cerebral ante el
cambio periférico. Biólogos del equipo explicaron que el cerebro de los
insectos genera de forma rutinaria un exceso de neuronas durante las etapas
iniciales de su desarrollo, eliminando mediante muerte celular programada
(apoptosis) a aquellas conexiones que no reciben estimulación activa. Al surgir
el fotorreceptor adicional en las moscas genéticamente modificadas, las
neuronas excedentes en el lóbulo óptico establecieron sinapsis de forma
espontánea con la nueva célula visual. Este fenómeno demuestra que los
circuitos nerviosos poseen una reserva de flexibilidad intrínseca capaz de
acomodar sensores sensoriales inéditos sin requerir una evolución neuronal paralela.
Etapas intermedias
y aplicaciones en bioingeniería:
Como parte del análisis
comparativo interespecies, el grupo de investigación identificó un caso de
transición evolutiva intermedia en una especie de polilla esfinge (Hawkmoth).
En estos especímenes, la sección inferior del ojo compuesto presenta omatidios con
dos células de tipo R7 —similares a las de la mariposa—, mientras que la zona
superior retiene la configuración tradicional de una sola célula R7 habitual en
las moscas. Según precisó el Dr. Michael Perry en el informe institucional,
esta disposición asimétrica ofrece evidencia sobre cómo las mutaciones en la
visión cromática se propagan gradualmente a través de diferentes zonas del ojo
compuesto a lo largo del tiempo evolutivo.
El proyecto de UC San
Diego, que contó con el financiamiento de los Institutos Nacionales de Salud
(NIH) y la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) de Estados Unidos, abre nuevas
rutas en el campo de la biología del desarrollo y la ingeniería de redes sensoriales.
Aunque la investigación demostró la formación biológica y la conexión neuronal
del fotorreceptor suplementario en las moscas, los investigadores precisaron
que las fases subsecuentes del estudio buscarán determinar mediante pruebas de
comportamiento si las moscas modificadas experimentan de forma efectiva una
visión del color más rica e hiperfocal similar a la de los lepidópteros.
Qué sabemos y qué
falta por saber?
Lo confirmado por
fuentes oficiales:
- Investigadores de UC
San Diego identificaron el interruptor genético responsable de añadir una
novena célula fotorreceptora en los ojos de las mariposas, según el estudio
publicado en Science Advances.
- La reprogramación
genético-temporal del gen de desarrollo en la mosca de la fruta (Drosophila
melanogaster) indujo exitosamente la formación de una segunda célula R7 en cada
omatidio.
- El cerebro de las
moscas logró conectar las nuevas células sensoriales aprovechando las reservas
de neuronas excedentes producidas durante la fase de desarrollo embrionario.
- La investigación
contó con el respaldo y financiación oficial de organismos estatales como la
NSF, la Hellman Foundation y los NIH.
Lo que falta por
precisar:
- Confirmación mediante
ensayos conductuales de si las moscas modificadas perciben efectivamente un
espectro más amplio de colores o luz ultravioleta adicional en su entorno.
- Las aplicaciones
tecnológicas directas a corto plazo en sistemas de visión artificial o sensores
biomiméticos derivados de esta arquitectura ocular.
- El mecanismo de
regulación epigenética exacto que fijó la duplica del fotorreceptor R7 de
manera permanente en el genoma de las mariposas primigenias.
Investigadores de UC San Diego identifican el interruptor genético que otorga a las mariposas un fotorreceptor extra y recrean exitosamente esa capacidad en la mosca de la fruta.
Opinión:
Conocer que un equipo
de científicos de la Universidad de California en San Diego (UC San Diego)
logró identificar el "interruptor genético" clave que otorga a las
mariposas una célula visual adicional para percibir una gama de colores mucho
más amplia, realmente representa un gran avance en la ciencia.
Sin lugar a dudas, este
avance representa un auténtico hito en los campos de la ingeniería genética y
la neurociencia. Comprender y reconfigurar la arquitectura neuronal y sensorial
de un organismo para expandir sus capacidades de percepción abre puertas que
hasta hace poco pertenecían únicamente al ámbito de la ciencia ficción.
Lo verdaderamente
fascinante para el lector es comprobar cómo la manipulación precisa de un solo
gen puede reescribir la forma en que un ser vivo procesa la luz y el entorno.
Este tipo de hallazgos no solo profundiza nuestro conocimiento sobre la evolución
de la visión en la naturaleza, sino que también sienta bases fundamentales para
futuras aplicaciones en biomedicina y robótica bioinspirada.
