Ecología y genómica de la visión en cocodrilos y caimanes neotropicales

Caracterizar el sistema sensorial visual de los cocodrilos y compararlo entre especies y hábitats a través de técnicas genómicas e inmunohistoquímicas avanzadas.

Los cocodrilos son reptiles, que aparecieron hace más o menos 320 millones de años y comparten un ancestro común con los anfibios. Cuando los reptiles evolucionaron, la fauna de vertebrados en la Tierra consistía en peces y anfibios; los mamíferos o aves evolucionaron de los reptiles, unos 120-180 millones de años más tarde. Los cambios climáticos y tectónicos en la Tierra propiciaron la evolución de los antiguos cocodrilos hacia el grupo de los Eusuchians, que hace más o menos 120 millones de años dieron origen a los ancestros comunes de a las especies que conocemos hoy. Todas las especies del orden Crocodylia son depredadores semi-acuaticos. Evolucionaron para ser eficientes en ambientes tropicales y subtropicales y colonizaron todo tipo de ambientes. Tienen mandíbula fuerte, paladar secundario, corazón de cuatro cámaras, diafragma rudimentario y un mecanismo de producción de ácido gástrico que los hace tener un sistema digestivo muy eficiente. Cuentan con los sentidos de la visión, tacto, olfato, gusto y la audición. El estudio de los sentidos de las especies del genero Crocodylia ha despertado desde hace tiempo mucho interés pero la información es fragmentada y hay pocos estudios comparativos, especialmente en cuanto a la fisiología de la visión. Sólo un enfoque comparativo, que conecte las características visuales de cada especie con su medio ambiente típico, permitirá entender la función adaptativa de algunas estructuras características del ojo de los cocodrilos, un órgano que debe mediar visión terrestre y visión acuática, diurna y nocturna. Nuestro proyecto, altamente comparativo, se propone investigar la base genética de las adaptaciones de la retina en muchas especies de cocodrilos y caimanes en relación con su hábitat natural.
Aunque los cocodrilos pueden atrapar presas durante el día, en general son animales nocturnos. Por ser nocturnos, las pupilas se cierran a una rendija vertical con luz brillante y se abren en un círculo completo en la oscuridad. El ojo de los crocodylia posee una lente relativamente grande una retina dominada por fotorreceptores de varilla. En la parte posterior del globo ocular, detrás de la retina, hay una capa delgada de cristales de guanina (tapete de la retino o tapetum lucidum). La luz que pasa a través de la retina se refleja de nuevo a través de ella por estos cristales. Este dispositivo de intensificación de imágenes, en combinación con al menos dos tipos diferentes de receptores en la retina, permite que los cocodrilos vean mejor en situaciones de poca luz. Existe evidencia que apoya la hipótesis que los caimanes tienen visión de color y es probable que todos los cocodrilos la tengan. El tapetum lucidum refleja diferente longitud de onda, dependiendo de la especie, cuando es iluminado directamente con luz blanca en la noche.
La visión en los vertebrados es posible gracias a la presencia, en la retina, de células fotorreceptoras (conos y bastones) que contienen filas de fotopigmentos, constituidos por un cromóforo sensible a la luz (derivado de la vitamina A1) y una proteína, la opsina. La variabilidad genética y de expresión de los genes involucrados en la visón es un área de la ciencia que ha tomado mucho auge debido al desarrollo de herramientas moleculares y de histoquímica. Esta área esta poco desarrollada en los cocodrilos y caimanes y por esta razón proponemos un estudio para responder a preguntas como: ¿Qué genes de opsina se expresan en diferentes especies de cocodrilos y caimanes en respuesta a sus diferentes hábitats? ¿Los cocodrilos tienen visión de color? ¿Existen características de la retina de cocodrilo que sean útiles para comprender preguntas más amplias sobre el funcionamiento del ojo en general?
Para el desarrollo de esta investigación usaremos herramientas moleculares como la Transcriptomica y herramientas histológicas como la histoquímica. Para este estudio nos hemos asociado profesionales de gran experiencia en la ecología, evolución,