Los genes influyen en el comportamiento colectivo

Investigadores de la Universidad de Harvard y del Instituto Max Planck de Comportamiento Animal han descubierto en una colonia de peces cebra los genes que rigen el comportamiento colectivo.

También han observado que una mutación deliberada en esos genes provoca cambios en el comportamiento colectivo de los peces.

Y lo más relevante de esta investigación: los genes que cambian el comportamiento colectivo de los peces están relacionados con los que provocan afecciones psiquiátricas, que originan también cambios repentinos en el comportamiento humano.

Por este motivo, los investigadores confían que estos descubrimientos ayudarán a mejorar los tratamientos de afecciones neuropsiquiátricas como el trastorno bipolar, el autismo y la depresión.

90 genes

Los investigadores probaron 90 genes diferentes para ver si afectaban al comportamiento social del pez cebra.

Utilizaron la edición de genes, una nueva herramienta de la biología molecular, para provocar mutaciones y observar su impacto en el comportamiento colectivo.

Cada vez que provocaban una mutación en uno de esos 90 genes, los investigadores introducían a los peces en un tanque de agua para observar cómo interactuaban entre sí y si se producían cambios en el comportamiento colectivo.

"Utilizamos la visión por ordenador para rastrear peces individuales y analizar sus interacciones", dijo Mark Fishman, uno de los investigadores, en un comunicado.

"Al documentar cómo cambian las interacciones entre los peces, ya sea que se salgan del camino del otro, o si se alinean entre sí, pudimos ver cómo cambia el patrón general de comportamiento del grupo".

Efectos concretos

Después de analizar el impacto de cada uno de los 90 genes analizados, los investigadores descubrieron varias mutaciones genéticas que tenían un efecto específico en el comportamiento del grupo de peces.

Y observaron que la mutación de determinados genes provocaba alteraciones significativas en el comportamiento habitual de los peces.

Normalmente, el pez cebra pasa gran parte de su tiempo en grupos dinámicamente en movimiento.

Estos grupos tienen dos dinámicas bien diferenciadas: generalmente se mueven juntos de manera coordinada, pero a veces se relajan y se dispersan en grupos más pequeños.

Algunas mutaciones genéticas provocadas por los investigadores afectaron a estas agrupaciones, por ejemplo, causando que los peces se dispersaran por todo el tanque, o que se concentraran en un solo lugar.

Impacto social

Todos los animales dependen del comportamiento grupal para sobrevivir. Los peces lo usan para evitar a los depredadores y los humanos para compartir conocimientos.

Pero a pesar de la importancia de tales interacciones sociales, los científicos no tienen una buena comprensión de los procesos biológicos que guían el comportamiento colectivo.

La nueva investigación desarrolla una comprensión mecanicista de la base genética del comportamiento social.

Esta base genética es la base para comprender mejor cómo los defectos neuronales específicos afectan al comportamiento de los seres humanos aquejados de trastornos mentales.

Paralelismos

Para avanzar en esta línea, los investigadores se proponen trascender los patrones de natación y profundizar en la biología del pez cebra.

Pretenden observar cómo la actividad neuronal y la expresión génica podrían conectarse con los cambios de comportamiento.

Consideran que puede haber un paralelismo entre los genes que rigen el comportamiento colectivo en los peces cebra y los que rigen los comportamientos sociales propios de enfermedades psiquiátricas.

Confían en que esta nueva etapa de la investigación ayude a comprender mejor la enfermedad psiquiátrica y a proporcionar nuevas terapias para los trastornos mentales.

Referencia

Genetic Control of Collective Behavior in Zebrafish. Mark Fishman. IScience, . Volume 23, Issue 3, 100942, March 27, 2020. DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.100942