Morfogénesis y evolución del sistema traqueal de los insectos

• Autores: Cristina De Miguel Vijandi
• Directores de la Tesis: Jordi García Fernández (dir. tes.), Xavier Franch Marro (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2015
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: James Emmanuel Castelli Gair Hombria (presid.), Pedro Martínez Serra (secret.), Iñaki Ruiz Trillo (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Genética
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  Dipòsit Digital de la UB 
• Resumen

  • Uno de los temas fundamentales en el estudio de la evolución es el papel que desempeña la modificación de la actividad genética en la aparición de nuevas morfologías. Con el fin de comprender dicha relación, hemos comparado el sistema respiratorio altamente derivado del díptero Drosophila melanogaster con el del coleóptero Tribolium castaneum, menos derivado. A diferencia de Drosophila, el sistema traqueal de Tribolium no ha sido prácticamente descrito, por lo que ha sido necesario definirlo previamente, tanto a nivel morfológico como molecular. Así, hemos comprobado que en ambos casos el sistema traqueal se origina a partir de 10 placodas de origen ectodérmico a cada lado del embrión, llamadas primordios traqueales (Manning and Krasnow, 1993). Una vez las células traqueales han sido determinadas, invaginan y comienzan a migrar hacia las zonas dorsal y ventral. Durante este proceso las células se alargan e intercalan, formando las futuras ramas traqueales. Por último, cada metámero traqueal acaba uniéndose al adyacente por medio de la fusión de las ramas laterales. Sin embargo, ambos sistemas presentan un diferente grado de organización durante sus etapas larvadas, adaptada al medio que habitan. Este se diferencia principalmente en la presencia en Drosophila y ausencia en Tribolium de dos tubos longitudinales llamados troncos dorsales (TD), así como en la diferente disposición a lo largo del cuerpo de los espiráculos, las estructuras a través de las cuales se conecta la tráquea con el exterior. En Tribolium las tráqueas conectan con el exterior en cada uno de los metámeros a través de los espiráculos laterales. En cambio en Drosophila, estos espiráculos laterales no se desarrollan y el sistema traqueal conecta con el exterior mediante los espiráculos anteriores y posteriores, que están conectados a los tubos dorsales. A continuación investigamos los mecanismos moleculares responsables de las citadas diferencias morfológicas. Así, durante nuestro estudio hemos comprobado que el factor de transcripción Spalt (Sal) no mantienen el mismo patrón de expresión en las células traqueales de ambas especies. De hecho sal, responsable de la formación del tronco dorsal en Drosophila, no se expresa en las células traqueales de Tribolium, sugiriendo que esta diferente expresión de sal en las células traqueales de Drosophila podría ser la responsable de la adquisición de los troncos dorsales en esta especie. Así mismo hemos descubierto que el factor de transcripción Cut es necesario para el desarrollo de los espiráculos. Sin embargo su activación es diferente en las dos especies. Mientras que en Drosophila cut únicamente se expresa en el último segmento abdominal, en Tribolium se expresa en todos los segmentos laterales. Además, hemos visto que Cut reprime la expresión de sal en Drosophila. Esta diferencia de expresión del gen cut en Drosophilla podría deberse a la separación de los primordios traqueal y espiracular en Drosophila. Los sistemas traqueal y espiracular de Drosophila se originan a partir de diferentes poblaciones celulares bajo el control de diferentes mecanismos génicos, la vía de JAK/STAT y el gen homeótico Abdominal-B, respectivamente.