al menos en los insectos sociales

La casta se lleva en los genes

Algunas avispas y hormigas pueden pasar de obreras a reinas cuando es necesario. Esta característica es posible gracias a un genoma 'abierto' que las prepara mejor para los imprevistos de su entorno

Foto: Hormiga dinosaurio. (Chris Tranter)
Hormiga dinosaurio. (Chris Tranter)

¿Las reinas nacen o se hacen? El destino social de algunas hormigas y avispas lo decide un puñado de genes, y además no es irreversible. Son las principales conclusiones de un estudio publicado hoy en la revista PNAS, en el que han colaborado investigadores españoles. Estos insectos espartanos basan su organización en el dominio por la fuerza: la posición social no está escrita desde el nacimiento. Y por eso pueden reaccionar mejor ante la muerte de sus líderes, lo que implica un menor riesgo de que la comunidad se colapse.

En el interior de las colmenas de abejas sucede todo lo contrario, puesto que la casta está clara desde su nacimiento y no se puede cambiar. O reina u obrera. Las hormigas dinosaurio y las avispas papeleras, sin embargo, "son capaces de cambiar de un rol a otro porque están en una etapa muy temprana de la organización social", según asegura a Teknautas la investigadora del Instituto Babraham y autora principal del estudio, Solenn Patalano.

Mientras que las abejas necesitan semanas para criar a una nueva reina si muere, estos insectos pueden 'ascender' a uno de sus trabajadores en pocos días

Con el objetivo de comprender por qué estas especies permiten que un individuo cambie de trabajo, los investigadores analizaron ejemplares de hormiga y avispa (tanto obreras como reinas) y sus cerebros. Su intención era descubrir si esta plasticidad fenotípica, como se conoce a la capacidad de cambiar un rasgo físico en respuesta al ambiente, podía explicarse por los cambios en el genoma de cada insecto.

Hormiga con mochilita. (Claire Asher)
Hormiga con mochilita. (Claire Asher)

Los resultados sorprendieron a los investigadores: "Menos del 1% del genoma de estos insectos muestra diferencias notables, cuando en realidad pensábamos que cientos de genes estarían implicados, como sucede con las abejas", asegura Patalano. Esto quiere decir que, genéticamente, la diferencia entre el mandamás de la colonia y sus obreros es ínfima.

Las reinas no suelen cambiar de clase, pero si muere es sustituida: las obreras lucharán entre ellas para encontrar a la candidata más fuerte

Esta similitud genética se traslada al aspecto físico, puesto que a simple vista reinas y obreras son, en palabras de Patalano, "indistinguibles". Tanto que los científicos tuvieron que identificar a cada individuo por su comportamiento y marcarlo con pequeños puntos de colores para reconocerlos.

La paridad entre reinas y obreras sugiere, según Patalano, que "no existe un único gen" que regule el rol social. Los investigadores descubrieron que cada casta está diferenciada por interacciones muy sutiles y nada azarosas producidas en redes génicas. "Sólo un centenar de genes, de los 10.000 de su genoma, se expresan únicamente en reinas u obreras", explica Patalano, "pero su interacción basta para definir la pertenencia a una u otra casta".

Un genoma abierto

El equipo de investigadores también buscó modificaciones epigenéticas en el ADN que regularan el cambio, como la metilación de su ADN. En otras palabras, si una pequeña modificación química en la estructura del material genético puede provocar el ascenso o degradación del insecto, algo habitual en estos casos. Pero los investigadores, una vez más, quedaron sorprendidos: "Su genoma tiene una configuración abierta, lo que permite una mayor flexibilidad en sus comportamientos a la hora de responder a los cambios con rapidez", aclara Patalano.

Nido de avispas. (Patalano)
Nido de avispas. (Patalano)

La mayor flexibilidad para cambiar de obrera a reina es, según la investigadora, "una ventaja social". Mientras que una colmena de abejas necesita varias semanas para criar a una nueva reina si esta muere, estos insectos pueden ascender a uno de sus trabajadores en pocos días, por lo que tienen una mayor capacidad de adaptación a los cambios. Las reinas no suelen cambiar de clase, pero si muere es sustituida: las obreras lucharán entre ellas para encontrar a la candidata más fuerte.

Este trabajo también supone la primera secuenciación genética de una avispa social, que permitirá entender mejor las bases moleculares de los comportamientos sociales en insectos. Comprender la plasticidad de su genoma también podría servir para hacer que las células madre humanas sean más maleables.

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