El treball desenvolupat per l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), de l'àrea científica del Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), és important per a entendre com es regulen els cicles biològics, no sols de pugons, sinó de nombrosos insectes i per a traçar el disseny d'estratègies per al seu control
Juntament amb altres centres, un grup d'investigació de l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio, CSIC-UV), situat en el Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), ha descobert que el gen de la proteïna Pigment-Dispersing Factor (PDF), que forma part del rellotge circadiari dels insectes (el responsable dels ritmes diaris) també es troba en el pugó del pésol. La investigació s'ha publicat en la revista Open Biology, en la qual, a més, una imatge d'aquest treball és la portada del mes de juliol.
“Aquesta investigació és important per a entendre com es regulen els cicles biològics, no sols de pugons, sinó de nombrosos insectes, i per a traçar el disseny d'estratègies o eines per al seu control. Idealment, si poguérem evitar l'entrada anual en diapausa (estat fisiològic d'inactivitat) d'un insecte vector o plaga, aquest seria incapaç de resistir les dures condicions de l'hivern. I viceversa, si induïm la diapausa en un període benigne, l'insecte estarà absent, evitant així els seus danys potencials”, afirmen David Martínez Torres, catedràtic de Genètica (Universitat de València) i investigador de l'I2SysBio, i Gustavo L. Rezende, investigador distingit en el centre mixt.
La investigació ha descobert que el gen pdf és present en totes les espècies de pugons, quan, després de 10 anys des de la publicació del primer genoma del pugó del pésol, ja es donava per descomptat que aquests insectes mancaven d'aquest gen. A més, “també, hem localitzat les neurones que produeixen aquest neuropèptid (xicotetes proteïnes que actuen com a missatgers químics) i les seues connexions, d'una banda, amb fotoreceptors, i per un altre, amb cèl·lules implicades en la resposta mitjançant la via de la insulina”, segons els dos investigadors del Grup d'Investigació Cicles Biològics de Pugons de l'I2SysBio.
“Aquesta investigació és important per a entendre com es regulen els cicles biològics, no sols de pugons, sinó de nombrosos insectes, i per a traçar el disseny d'estratègies o eines per al seu control", David Martínez Torres, catedràtic de Genètica de la Universitat de València i investigador de l'I2SysBio, i Gustavo L. Rezende, investigador distingit en el centre mixt
El treball, a més, confirma que en dies curts es produeix més neuropèptid que en dies llargs, la qual cosa podria ser un senyal (o part de la mateixa) que informa sobre el fotoperiode (o duració del dia), segons els investigadors.
Els animals posseeixen adaptacions conegudes com a ritmes biològics enfront dels ritmes de la Terra. Els ritmes circadiaris són adaptacions als canvis diaris, mentre que els estacionals són importants enfront dels canvis al llarg de l'any. Entre aquests últims podem destacar les migracions d'ocells o la hibernació dels ossos i la diapausa en insectes. Però cal anticipar-se a l'arribada del mal temps, i no cal equivocar-se i migrar abans d'hora o fer-ho massa tard i per a això la pista més fiable és la duració del dia.
El fotoperiodisme és la capacitat que posseeixen nombroses espècies per a detectar els canvis en la duració del dia (fotoperiode) i respondre amb canvis en la seua fisiologia o comportament. En insectes es coneix, només de manera molt parcial, com funciona el sistema fotoperiòdic i en algunes espècies s'ha demostrat la implicació de PDF (que forma part del rellotge circadiari de tots els insectes). Els pugons són insectes fotoperiòdics per excel·lència, amb un cicle vital absolutament determinat pel fotoperiode.
"El nostre treball demostra la presència d'una forma molt diferent de PDF en pugons i localitza les cèl·lules en què es produeix, així com les seues connexions i la seua quantitat, que varien amb el fotoperiode. Això ens porta a proposar que PDF estaria implicat en la transmissió del missatge fotoperiòdic que modula la resposta estacional en aquests insectes”
En aquest sentit, segons Martínez Torres i Gustavo L. Rezende, “en pugons, PDF semblava estar absent. El nostre treball demostra la presència d'una forma molt diferent de PDF en pugons i localitza les cèl·lules en què es produeix, així com les seues connexions i la seua quantitat, que varien amb el fotoperiode. Això ens porta a proposar que PDF estaria implicat en la transmissió del missatge fotoperiòdic que modula la resposta estacional en aquests insectes”. Després de la descripció del fotoperiodisme per primera vegada en plantes en 1920, l'any 2023 es compleix el centenari de la descripció dels pugons com els primers animals fotoperiòdics.
Aquesta investigació, en la qual també participen Francesca Sara Colizzi i Charlotte Helfrich-Förster de la Universität Würzburg a Alemanya i Jan A. Veenstra de la Université de Bordeaux a França, ha sigut secundada pel Ministeri de Ciència i Innovació, Ministeri d'Universitats (Ajudes María Zambrano) i per fons de la Unió Europea (Programa Horizon 2020).
Notícia en els mitjans