Revelan el interruptor genético de la diversidad de color de los loros

Un equipo internacional de científicos publica en la revista Science el descubrimiento de un "interruptor" en el ADN de los loros que controla su amplia gama de colores.

"Los loros son aves únicas en muchos aspectos, incluida la forma en que producen su vibrante diversidad de colores", explica el profesor Simon Yung Wa Sin, coautor de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Hong Kong (HKU).

"Los loros hacen lo suyo en lo que respecta al color", agrega en un comunicado el Dr. Roberto Arbore de BIOPOLIS-CIBIO y coautor principal del estudio.

Aunque otras aves también producen plumas amarillas y rojas, los loros desarrollaron pigmentos únicos, llamados psittacofulvinas (del griego antiguo "psittakós", que significa loro, y del latín "fulvus", que significa amarillo rojizo). "Los loros combinan estos pigmentos con otros para crear amarillos, rojos y verdes vibrantes, lo que convierte a estos animales en unos de los más coloridos de la naturaleza", afirma.

Los loros son mascotas comunes en millones de hogares en todo el mundo y son apreciados por su colorido e inteligencia. Pero a pesar de toda su vistosidad, no se comprendía bien cómo estas aves desarrollaron una forma única de crear su paleta de colores.

"Este es un gran misterio tanto para los científicos como para los amantes de las aves", explica el profesor Miguel Carneiro, autor principal de BIOPOLIS-CIBIO, quien agrega: "y se relaciona con una pregunta clave para toda la biología: ¿cómo surge la diversidad en la naturaleza?".

Para responder a esta pregunta fundamental, los científicos empezaron por demostrar que, en todos los linajes principales de loros, el amarillo y el rojo de las plumas corresponden a dos pigmentos específicos que no se dan en otras aves.

"Aunque había algunas indicaciones en la literatura sobre la existencia de dos formas químicas de psitacofulvinas, al principio nos costó creer lo que estábamos viendo en los resultados, uno al lado del otro, con total claridad, por primera vez. Solo con los datos genéticos todo empezó a tener sentido", afirma el Dr. Jindrich Brejcha de la Facultad de Ciencias de la Universidad Carolina de Praga, otro de los primeros coautores.

Para profundizar más, los científicos se centraron en una especie con formas rojas o amarillas naturales, un fenómeno que es extremadamente raro en la naturaleza.

"El lori oscuro es originario de las selvas de Nueva Guinea, pero tuvimos que conducir unos pocos kilómetros desde nuestro laboratorio en Portugal, ya que los criadores certificados locales nos ayudaron a obtener muestras para estudiar la genética del color en esta especie", dijo Pedro Miguel Araújo de la Universidad de Coimbra, quien codirigió la investigación, y agregó: "La solución a nuestro estudio estaba casi al lado".

Los científicos descubrieron que solo una proteína controlaba la diferencia de color en los loris, un tipo de aldehído deshidrogenasa (o ALDH), "herramientas" esenciales para la desintoxicación en organismos complejos; por ejemplo, contribuyen a la eliminación de alcohol en el hígado de los humanos.

El Dr. Soraia Barbosa, también coautor principal de BIOPOLIS-CIBIO, explica: "Las plumas de loro encontraron una manera de 'tomar prestada' esta proteína, utilizándola para transformar psitacofulvinas rojas en amarillas". Según el científico, "Esto funciona como un dial, en el que una mayor actividad de la proteína se traduce en un color rojo menos intenso".

Para entender el papel general de esta proteína en el control del color del plumaje en otras especies de loros, los científicos estudiaron otro loro, el agapornis de cara rosada, una especie que muestra manchas verdes (es decir, amarillas que contienen psitacofulvina) y rojas en el plumaje.

"El agapornis de cara rosada es un loro familiar que proporciona un excelente sistema para estudiar los genes que determinan la diferencia de color entre las manchas rojas y amarillas del plumaje que contienen psitacofulvina", dijo Simon Yung Wa Sin, quien dirigió el equipo de la Escuela de Ciencias Biológicas de HKU, que incluía a la Dra. Alison Cloutier y a la asistente de investigación Emily Shui Kei Poon.

Descubrieron que el mismo gen de la aldehído deshidrogenasa en los agapornis se expresa en niveles altos en las plumas amarillas que contienen psitacofulvina, pero no en las rojas. "Cuando este gen se expresa en un nivel alto, las psitacofulvinas pasan de rojas a amarillas", explica Yung Wa Sin.

Para demostrar este sencillo mecanismo de marcado, los científicos recurrieron a un loro aún más conocido, el periquito, y, por primera vez en el mundo, exploraron cómo las células individuales activan o desactivan diferentes genes a lo largo del crecimiento de las plumas, identificando un pequeño número de células que utilizan esta proteína desintoxicante para controlar la conversión de pigmentos.

La validación final llegó cuando los científicos modificaron genéticamente levaduras con el gen del color del loro. "Increíblemente, nuestra levadura modificada produjo colores de loro, demostrando que este gen es suficiente para explicar cómo los loros controlan la cantidad de amarillo y rojo en sus plumas", dice el profesor Joseph C. Corbo, profesor de la Universidad de Washington en St. Louis.