No llegues tarde a tu cita

Todos hemos tomado el olor de la prenda de algún ser querido y hemos notado un olor curioso, particular y casi imperceptible, que permanece aun cuando la prenda en cuestión haya sido lavada y que nos recuerda fuerte y cálidamente a esa persona. Y es que el olfato es un sistema fascinante; a través de olores podemos detectar peligro, reconocer alimentos e incluso diferenciar personas. 

En nuestra nariz existen neuronas especializadas en detectar y diferenciar millones de olores, la corteza olfatoria (La zona de nuestro cerebro encargada de procesar la información del olfato) se comunica con áreas del cerebro encargadas de las emociones y la memoria, por lo que podemos asociar olores a emociones, recuerdos y personas. Siendo así como el olfato tiene un alto impacto en nuestra vida social y emocional 

El olfato les permite a los animales el cumplimiento de funciones esenciales para la vida como la búsqueda de alimento, la maternidad y la reproducción, además es increíblemente bien conservado evolutivamente hablando, lo que significa que sus mecanismos más básicos son similares entre una amplia gama de seres vivos, desde pequeños invertebrados hasta mamíferos como nosotros. 

En procesos como la maternidad y el apareamiento, entran en juego unas moléculas “olorosas” cuyo nombre seguramente los lectores habrán oído: las feromonas*. Muy probablemente hemos oído hablar del efecto de las feromonas como algo casi hipnótico, una suerte de hechizo que modifica totalmente el comportamiento de quienes lo reciben. Bueno, científicos creen que esto efectivamente podría ser así, al menos en polillas, donde las feromonas producidas por las hembras sincronizan los relojes circadianos de los machos para asegurar el apareamiento, algo así como una forma de sincronizar el reloj del macho para asegurarse que este no falte a su cita.

El reloj circadiano es un mecanismo molecular presente en casi todos los seres vivos – Incluso en bacterias – que permite imponer ritmicidad diaria a los procesos biológicos y conductuales, anticipándose a los cambios ambientales diarios en luz y temperatura, produciendo una “rutina” interna en los organismos. Gracias a esta rutina los distintos procesos biológicos suceden a una determinada hora del día de manera rítmica, cada más o menos 24 horas. Así es como estamos más activos en la mañana y sentimos sueño en la noche. Este reloj circadiano es un sistema endógeno, que, si bien es sincronizado por estímulos naturales, puede funcionar de manera independiente de estos. Para estudiar estos ciclos circadianos, suelen utilizarse animales como las moscas, que al ser pequeñas pueden usarse en grandes cantidades para evaluar conductas poblacionales. Así es como las moscas se colocan en monitores que registran sus movimientos (o actividad) durante varios días. Animales diurnos como las moscas suelen tener mayor actividad durante el día, mientras que otros como las polillas, que son nocturnos están más activos durante la noche. Cuando la actividad se concentra durante uno de estos periodos se dice que es rítmica, en cambio, cuando la actividad es desordenada, sin una preferencia definida se dice que es arrítmica.   

Científicos de la Universidad de Paris descubrieron que las feromonas producidas por las hembras de Spodoptera littoralis, una polilla común en Europa, sincronizan los relojes circadianos de los machos, asegurando así que las horas de actividad de los individuos de ambos sexos coincidan, maximizando las probabilidades de reproducción. Los investigadores caracterizaron que la actividad locomotora de las hembras fue rítmica, mostrándose activas principalmente en la noche. Por otra parte, los machos tuvieron una actividad arritmica, mostrando distintos periodos de actividad de manera desordenada. Luego observaron que cuando los machos se introdujeron en un compartimiento separados de las hembras por una membrana permeable, la actividad de los machos se sincronizo con las hembras y se volvió rítmica. 

Para asegurarse que la sincronización en la actividad se debió a la feromona y no la presencia de la hembra en sí, los investigadores aislaron la feromona, un compuesto llamado Acetato de (Z,E)-9,11-tetradecadienilo (Por lo que solo le llamaremos “la feromona”). La exposición de los machos a la feromona, en ausencia de la hembra también sincronizo su actividad. Adicionalmente observaron que la exposición de los machos a esta feromona provoca una fuerte respuesta conductual que no se limita a generar una actividad rítmica, evocando otros efectos relacionados con el comportamiento reproductivo de estos animales como el abanicado de alas, arqueo del abdomen y exposición de los genitales  

Para descubrir a través de que vía ejerce su efecto, los investigadores extirparon el órgano sensorial del olfato (las antenas) en los machos y los expusieron a la feromona, observando que en este caso la sincronización no fue posible, lo que indica que son las antenas el órgano sensorial encargado de la recepción de las feromonas. En esta misma línea, los científicos demostraron que Z9E11-14Ac ejerce un efecto sobre el reloj circadiano de la polilla midiendo un aumento en la expresión de los genes per y tim, que codifican 2 proteínas claves del reloj circadiano. Esto demostró que el cambio en el comportamiento de los machos se debió efectivamente a un efecto sobre su reloj circadiano molecular. 

Finalmente, en un último set de experimentos los investigadores expusieron a los machos de Spodoptera littoralis a las feromonas de hembras de otras especies de polillas, en un experimento similar al realizado inicialmente con hembras y machos separados por una membrana. Aquí descubrieron que los machos de Spodoptera también fueron sensibles a la feromona y se sincronizaron con el ciclo circadiano de las hembras de especies como Agrotis ipsilon y Spodoptera exigua, sin embargo, las feromonas de otras especies como Cydia pomonella no tuvieron ningún efecto. Estos resultados son interesantes, porque parecen demostrar que las feromonas tienen un efecto interespecies, lo que permite la sincronización ecológica de estos animales, aumentando las probabilidades de reproducción (y por lo tanto de “éxito” evolutivo) no solo en una especie, sino que dentro de animales del mismo orden**.  

Este estudio da cuenta del fuerte efecto que moléculas como las feromonas tienen en la fisiología y el comportamiento de algunos animales, en este caso la feromona sexual de la hembra de Spodoptera littoralis actúa como sincronizador circadiano sobre los machos, quienes en ausencia de esta feromona no tienen una actividad rítmica definida. La importancia de este fenómeno radica en que estos animales son solitarios y tienen periodos de vida cortos en comparación con nosotros, por lo tanto, este mecanismo es sumamente importante ya que permite que sus horas de actividad estén sincronizadas para aumentar las probabilidades de que la reproducción se lleve a cabo. 

Otra parte importante de este estudio es el descubrimiento de que las feromonas pueden actuar como sincronizadoras circadianos. Los relojes circadianos son sistemas endógenos que pueden ser sincronizados por estímulos como la luz y la temperatura. Aquí los investigadores han descubierto el caso particular de los machos de Spodoptera littoralis, donde en ausencia de la feromona los animales prácticamente carecen de un reloj circadiano funcional, convirtiendo a la feromona en el principal sincronizador circadiano. Un fenómeno notable que abre la puerta a nuevas investigaciones para determinar nuevos estímulos que puedan influir en los ciclos biológicos de distintos animales, incluidos los seres humanos.  

Existe poca evidencia acerca de producción y recepción de feromonas en humanos; la existencia de un sistema para su especializado para su procesamiento es debatible, aunque algunos investigadores creen que algunas conductas podrían estar mediadas por moléculas similares a feromonas. Mientras no sepamos más, tu deberás asegurarte de llevar reloj para no llegar tarde a tu cita. 

Glosario

* Feromonas: Sustancias química cuya liberación al medio por un animal, por ejemplo, un mamífero o un insecto, influye en el desarrollo o en el comportamiento de otros animales, generalmente de la misma especie. 

** Orden: Corresponde a una categoría Taxonómica. Dentro de los Reinos, existen órdenes y dentro de los órdenes familias. En el caso de las polillas, estas pertenecen al reino animal, al orden de los Lepidópteros (al igual que las Mariposas) y se dividen en distintas familias.

Referencias

Pheromone-mediated command from the female to male clock induces and synchronizes circadian rhythms of the moth Spodoptera littoralis.

*Este artículo surge del convenio con el Centro Interdisciplinario de Neurociencia de la Universidad de Valparaíso.