El mismo gen que permite que las mariposas tropicales imiten los patrones brillantes también es responsable de que las polillas británicas se volvieran negras por la revolución industrial.
En un artículo sobre su trabajo que se publica este jueves en ‘Nature’, científicos de las universidades de Cambridge y Sheffield, en Reino Unido, informan de que un gen de rápida evolución conocido como “corteza” parece desempeñar un papel crítico en el dictado de los colores y los patrones de las alas de mariposa.
Un documento paralelo publicado en la misma revista por investigadores de la Universidad de Liverpool, en Reino Unido, muestra que este mismo gen también hizo que la polilla moteada se oscureciera durante la segunda mitad del siglo XIX, cuando evolucionó para encontrar nuevas formas de camuflarse; un efecto secundario de la contaminación industrial de aquel momento.
El descubrimiento ofrece pistas sobre cómo la genética juega un papel en hacer de la evolución un proceso predecible. Por razones que los investigadores aún tienen que entender en su totalidad, el gen corteza, que ayuda a regular la división celular en mariposas y polillas, se ha convertido en un objetivo importante para la selección natural actuando sobre el color y el patrón en las alas.
El profesor de Biología Evolutiva y miembro del colegio St. John’s de la Universidad de Cambridge Chris Jiggins señala: “Lo que es interesante es que resulta ser el mismo gen en ambos casos. Las polillas desarrollaron los tonos oscuros porque estaban tratando de ocultarse, pero las mariposas utilizan colores brillantes para hacer publicidad de su toxicidad a los depredadores. Se plantea la cuestión de que, dada la diversidad de mariposas y polillas y los cientos de genes implicados en la fabricación de un ala, ¿por qué éste está siempre?”.
El doctor Nicola Nadeau, investigador de la Universidad de Sheffield, añade: “Es sorprendente que el mismo gen controle tal diversidad de diferentes colores y patrones de este tipo en las mariposas y las polillas. Nuestro estudio, junto con los hallazgos de la Universidad de Liverpool, muestra que el gen corteza es importante para la evolución del color y el patrón en todo este grupo de insectos”.
Las polillas ennegrecieron como el hollín industrial
Las mariposas y las polillas comprenden la orden de insectos conocidos como lepidópteros. Casi todos los 160.000 tipos de polillas y 17.000 tipos de mariposas tienen diferentes patrones de ala, adaptados para fines como atraer a la pareja, emitir advertencias, camuflarse (también conocido como “cripsis”), y la regulación térmica.
Estos patrones de las alas están hechos de diminutas escamas de colores dispuestas como las tejas de un tejado. A pesar de que han sido estudiados por los biólogos desde hace más de un siglo, los mecanismos moleculares que controlan su desarrollo sólo se están empezando a descubrir ahora.
La polilla es uno de los más famosos ejemplos de la evolución por selección natural. Hasta el siglo XIX, las polillas eran predominantemente de color pálido y lo utilizaban esto para camuflarse entre los troncos de los árboles cubiertos de líquenes, haciéndoles casi invisibles a los depredadores.
Sin embargo, durante la revolución industrial, el liquen en los árboles en algunas partes del país murió por la contaminación y el hollín ennegreció los troncos. Un cambio correspondiente se observó en las polillas, que se volvieron negras para poder camuflarse de las aves. El proceso se conoce como melanismo industrial, es decir, el desarrollo de la pigmentación de color oscuro.
El equipo dirigido por la Universidad de Liverpool encontró que este cambio de color se produce por una mutación en el gen corteza, que se produjo durante mediados de 1800, justo antes del primer avistamiento declarado de polillas con motas negras.
Sin embargo, es fascinante que el estudio de Cambridge-Sheffield ha demostrado ahora que exactamente el mismo gen también influye en los patrones extremadamente brillantes y coloridos de ‘Heliconius’, el nombre dado a alrededor de 40 diferentes especies estrechamente relacionadas de bellas mariposas tropicales presentes en América del Sur.
‘Heliconius’ emplea sus patrones de color para enviar una señal a los potenciales depredadores de que si se las comen resultan tóxicas y diferentes tipos de mariposas ‘Heliconius’ se imitan unos a otros mediante el uso de sus colores brillantes como señales de alerta. Por lo tanto, a diferencia de la coloración oscura de la polilla moteada, es un desarrollo evolutivo destinado a ser visto.
Los investigadores llevaron a cabo un mapeo a escala muy detallada en busca de partes de la secuencia de ADN que eran específicamente diferentes en mariposas con distintos patrones, en tres especies ‘Heliconius’, y en cada caso se encontró que el gen corteza es responsable de esta adaptación en su patrón. Como las especies ‘Heliconius’ son extremadamente diversas, el estudio de las causas de los cambios en su patrón puede proporcionar pistas más generales acerca de los interruptores genéticos que controlan la diversificación de las especies.
En la mayoría de los casos, los genes responsables de estos procesos se conocen como “factores de transcripción”, lo que significa que son responsables de encender o apagar otros genes. Curiosamente, lo que hizo de corteza un interruptor de este tipo difícil de alcanzar fue el hecho de que no lo hace estim sino que es un regulador del ciclo celular, lo que significa que controla cuándo se dividen las células y, por lo tanto, cuándo se desarrollan las diferentes escalas de colores dentro de un ala de mariposa.
“Es un gen diferente a lo que podríamos haber esperado y todavía tenemos que trabajar más para entender exactamente qué está haciendo y cómo lo está haciendo”, dice Jiggins. Nadeau agrega: “Nuestros resultados son aún más sorprendentes debido a que se pensaba que el gen corteza únicamente estaba involucrado en la producción de óvulos en los insectos hembra y es muy similar a un gen que controla la división celular en todo, desde los hongos a los seres humanos”.
Fuente: europapress.es
