Inicio / Ciencia / Obrera o reina, sólo unos pocos genes separan ambas castas

Obrera o reina, sólo unos pocos genes separan ambas castas

EFEFUTURO.- Entre ser reina o ser obrera hay un abismo social pero, en algunas especies de insectos, la diferencia entre pertenecer a una u otra casta depende sólo de unos pocos genes, según un estudio internacional realizado por científicos especialistas en genoma.

Avispa papelera roja, Polistes canadensis. Credit: Solenn Patalano

El estudio, publicado en la revista PNAS, ha sido realizado por investigadores de la Universidad de Bristol, el Babraham Institute (Cambridge, Reino Unido) y el Centro de Regulación Genómica (Barcelona), con dos tipos de insectos de Latinoamérica: la hormiga dinosaurio y un tipo de avispa papelera.

El trabajo ha servido para descubrir los mecanismos moleculares que sustentan las diferencias en los roles de reinas y obreras en insectos sociales y para conocer cómo los genomas dan lugar a castas en la evolución social.

Para ello, los científicos analizaron los cerebros de reinas y obreras de hormigas dinosaurio y avispas papeleras para ver si las diferencias entre castas se podrían explicar por las variaciones en cómo se “lee” y se regula el genoma.
“A diferencia de las abejas, que ya en el estadio larvario y de forma irreversible tienen su destino como obrera o reina definido, las avispas papeleras y las hormigas dinosaurio son capaces de cambiar su rol de obrera a reina en cualquier momento de su vida”, explica la doctora Seirian Summer, profesora en la Universidad de Bristol y coautora del estudio.

“Se cree que esta flexibilidad podría explicar los primeros estadios de la evolución de las castas, cuando se formaron las sociedades más simples”, sostiene la investigadora.

Reinas y obreras, misma apariencia


Las reinas y obreras de avispas papeleras y hormigas dinosaurio tienen la misma apariencia, de modo que, los investigadores sólo podían identificar el rol de cada individuo observando su comportamiento y las interacciones sociales.

Para distinguirlos, marcaron a los insectos con pequeñas etiquetas para poder estudiarlos en su hábitat natural.

La comparación de las diferencias moleculares entre reinas y obreras de ambas especies ha resultado sorprendente.

“Encontramos muy pocas diferencias en la expresión y la especialización funcional de los genes entre reinas y obreras,” comenta la doctora Solenn Patalano del Programa de Epigenética del Babraham Institute y primera autora del trabajo.
“En ambos casos, menos del 1% del genoma mostraba diferencias notables en los niveles de expresión. Estos resultados eran totalmente inesperados puesto que en las abejas existen centenares de genes implicados en diferenciar reinas y obreras.”

Los autores encontraron que las castas se diferencian por cambios sutiles pero no aleatorios en la disposición de las redes génicas.

“Ello sugiere que no hay un único gen responsable de la regulación de la diferenciación entre castas en las sociedades simples, y que en el comportamiento social simple, los genes actúan en redes interconectadas implicando a muchos genes aunque éstos tengan poco efecto,” explica la doctora Sumner.

Los autores también buscaron modificaciones epigenéticas en el ADN (concretamente, metilación del ADN) que pudieran estar regulando estas sutiles redes génicas.

“Sorprendentemente no encontramos ninguna evidencia que muestre una expresión de los genes dirigida por la metilación del ADN específica para reinas y obreras. Es más, los genomas de avispas y hormigas carecen de fuertes marcas epigenéticas,” comenta la doctora Patalano.

Avispa papelera roja, Polistes canadensis. Credit: Solenn Patalano

“Creemos que esta ausencia de restricción e implicación molecular permite que el genoma sea más abierto y tenga capacidad para reaccionar, facilitando así la plasticidad en el comportamiento como vemos en estas especies.”

La investigación también ha servido para publicar el primer genoma de una avispa social.

Hasta el momento estaban disponibles las secuencias de los genomas de once especies de hormigas y tres de abejas.

“La secuenciación del primer genoma de una avispa completa el trio de los himenópteros sociales (abejas, avispas y hormigas) y nos ofrece una comprensión más equilibrada de las bases moleculares de la sociabilidad en insectos”, explica la doctora Summer.

“Este trabajo ilustra la relevancia de la aproximación genómica, mediante la secuenciación del genoma y el transcriptoma, para comprender el comportamiento animal. La genómica nos ayuda a descubrir las bases genéticas que hay detrás de las características del comportamiento,” añade el Profesor Roderic Guigó, coordinador del Programa de Bioinformática y Genómica del Centro de Regulación Genómica y profesor de la UPF en Barcelona. EFEfuturo
(Sin votaciones)
Cargando…