A la Terra s’estima que hi ha unes 8,7 milions d’espècies. Al laboratori, els investigadors utilitzen organismes per resoldre les seves preguntes científiques. Què passaria, però, si cada grup de recerca es dediqués a estudiar un organisme diferent? Primer de tot, haurien de conèixer les seves condicions òptimes per viure i tenir un equipament adequat per mantenir-les al laboratori. A més, caldria saber les seves propietats científiques com ara la seva seqüència genètica i el seu cicle de reproducció. També caldrien eines científiques específiques per realitzar experiments com ara eines d’edició genètica i proteïnes fluorescents.
És per això que, en biologia, també tenim supermodels! I no, cada any no protagonitzenel concurs “Miss Univers”, però són igual o més populars. Els organismes model, valgui la redundància, són espècies que s’utilitzen com a model per estudiar principis biològics. En resum, el món científic ha establert un grup reduït d’organismes i n’han recopilat molta informació i introduït moltes tècniques per poder aprofundir en preguntes més complexes. Per exemple, com s’emmagatzemen els records en el cervell? Com s’expressa un gen dins la cèl·lula? Com passem d’una sola cèl·lula a un embrió?
Alguns exemples d’organismes models, simulats com a quadres de van Gogh. Font: Sketching Science.
Els organismes que formen part de la catifa vermella del món de la ciència són molt variats. La idea és tenir una representació de la diversitat del món dels éssers vius i és per això que entre els candidats hi tenim bacteris, plantes, vertebrats i més! Anem a conèixer alguns dels més famosos.
Els petits de la classe
Si comencem amb el més diminut, tenim l’Eschericia Coli (E. Coli pels amics), un bacteri que es troba en els nostres intestins i que té moltes soques diferents. Aquest bacteri és l’organisme que els humans coneixem amb més detalls. El seu genoma està seqüenciat completament i aquests bacteris són molt fàcils de cultivar i estudiar en el laboratori. Gràcies a aquest bacteri, hem pogut conèixer conceptes tan bàsics de la vida com ara la replicació de l’ADN.
Tanmateix, els bacteris són uns microorganismes formats per cèl·lules procariotes. Les cèl·lules procariotes són molt senzilles, ja que per exemple, no tenen nucli ni orgànuls com ara els mitocondris. Per estudiar aquests processos cel·lulars necessitem organismes formats per cèl·lules eucariotes.
I per trobar un organisme eucariota format d’una sola cèl·lula, no hem d’anar gaire més lluny de la nostra cuina. El llevat, que té com a nom científic Saccharomyces cerevisae, és un model excel·lent per estudiar la complexitat del genoma eucariota i els processos cel·lulars.
Cucs i mosques
El nostre cos està format per milions de cèl·lules que estan especialitzades en diferents funcions i que ens permet tenir comportaments més avançats. Amb l’E.Coli i el llevat, doncs, no en tenim suficient. Els investigadors han hagut de buscar altres espècies per respondre preguntes relacionades amb aquests comportaments complexos. I precisament són uns organismes que a vegades són una mica odiats per la societat: els cucs i les mosques.
El cuc C. elegans és un organisme molt útil, ja que gràcies a la seva mida reduïda, coneixem tot el seu genoma i totes les cèl·lules que el formen. Ens permet, doncs, estudiar com les connexions neuronals formen el cervell.
Per altra banda, la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster) que a vegades ens molesta a la cuina, al laboratori ens permet estudiar com funciona la genètica. Per exemple, amb les mosques s’ha descobert com es formen patrons en els embrions que donen lloc a les diferents parts del cos de l’animal.
Els vertebrats preferits dels científics
I anem amb el meu organisme model preferit: el peix zebra (Danio rerio). Aquest peix, que deu al seu nom a les franges de les seves escates i que prové del nord de l’Índia, és un model excel·lent per estudiar des de malalties com l’esquizofrènia a processos com la regeneració del cor o la formació delscircuits neuronals. Comparteix un 70% amb el genoma dels éssers humans i té molts avantatges a l’hora de treballar amb ell al laboratori. A més, és molt fàcil de cuidar en un aquari, ja que una parella d’individus generen fins a 200 embrions a la setmana i els seus embrions són transparents, fet que facilita la seva observació.
Si bé amb el peix zebra es poden fer experiments de comportament, per poder estudiar particularitats dels mamífers necessitem treballar amb els ratolins com el de Ratatouille (Mus musculus). Gràcies als experiments amb rates i ratolins, s’han pogut fer descobriments sorprenents que involucren estudis del cervell i el comportament.
Ja per acabar…
Si bé hi ha alguns organismes més que també mereixen estar en la catifa vermella, els que he mencionat en aquest article són els més importants i reconeguts en el món de la biologia actualment. Durant els anys, però, aquests aniran canviant i sortiran organismes nous per poder investigar preguntes científiques que no es poden resoldre amb els individus actuals. Per exemple, cada vegada és més famós l’Axolotl, un organisme que pot regenerar parts del seu organisme, inclòs el seu cervell, i que potser ens ajudarà a entendre com funciona l’envelliment. I tu, quin diries que és el teu organisme model preferit?
Per saber-ne més
Science – «Cell biology. Whither model organism research?»
Fotografia – Illustration by Charlotte Hu/Cold Spring Harbor Laboratory
