Investigadores de la Universidad de Edimburgo y de Manchester han llevado a cabo un estudio para evaluar cómo se comportan los mecanismos de reloj circadiano impulsados por los diferentes fotoperiodos (largos y cortos) en mamíferos. Para ello estudiaron una glándula endocrina adherida al cerebro, llamada glándula pituitaria, en ovejas sometidas a periodos de días cortos y largos. Los resultados muestran cómo diferentes mecanismos biológicos se activan dentro de la glándula pituitaria dependiendo si el día es largo o corto.
El ciclo anual del fotoperiodo, parte del día en que un ser vivo está expuesto a la luz, proporciona una clave ambiental predictiva que impulsa los ciclos anuales de fertilidad, fisiología y diversos comportamientos en la mayoría de especies animales. El reloj interno del cuerpo coreografía los ciclos con los niveles hormonales y afecta a rasgos tan importantes como el sueño y el hambre. Éstos se alteran en el transcurso del día, conocidos como ritmos circadianos, y están influenciados por la genética. También se observan ritmos similares por estaciones, pero hasta ahora no estaba claro cómo los genes desempeñan un papel en los cambios biológicos que fluctúan entre el invierno y el verano.
En la nueva investigación, se analizó el el tejido cerebral en busca de actividad genética a lo largo del tiempo, lo que permitió a los científicos observar los procesos biológicos que se producen en respuesta a las diferentes duraciones del día. Descubrieron que uno de los dos posibles mecanismos biológicos se activa dentro de la glándula pituitaria dependiendo de si el día es largo o corto. En verano, cuando las noches son largas, el cerebro genera hormonas que provocan una cascada de actividad genética que da lugar a características biológicas asociadas con el verano.. Cuando las noches son cortas en invierno, se cambian la tendencia, y las hormonas nocturnas se liberan durante más tiempo, lo que desencadena procesos biológicos vinculados al invierno.
El estudio descubrió que en el cerebro de las ovejas, ambos procesos implican un gen circadiano conocido como BMAL2, que se encuentra en muchos animales pero cuyo papel en el reloj estacional era previamente desconocido. Los resultados fueron recientemente publicados en “Nature Communications”.
«Las fluctuaciones en las hormonas y el comportamiento son parte de una delicada orquesta biológica que es crucial para la vida. Muchos animales dependen de los cambios estacionales de su biología para sobrevivir y nuestros hallazgos son una parte crucial del rompecabezas para entender los procesos subyacentes», explica la profesora Simone Meddle, que codirigió la investigación del Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo.
“Este temporizador genético que hemos identificado es clave para funciones tales como la fertilidad, así como la transiciones estacionales de las ovejas entre el invierno y el verano. Especulamos que este temporizador genético es probable que sea fundamental para los cambios anuales de muchas especies», añade el profesor Andrew Loudon, que codirigió el estudio desde la Universidad de Manchester.
