14 agosto, 2011

Científicos revelan el secreto del mimetismo mülleriano de las mariposas

Uno de los grandes misterios de la evolución es cómo hacen dos especies de mariposas diferentes, las cuales tienen un mal sabor para las aves, para tener el mismo patrón de coloración de alas —una estrategia conocida en el mundo natural como mimetismo mülleriano. Ni los grandes como Darwin, Wallace y Bates lograron entenderlo ya que carecían de los medios para lograrlo. Ahora, gracias a la tecnología moderna, un grupo de investigadores europeos liderados por el Dr. Mathieu Joron, lograron responder a esta pregunta analizando la región del genoma responsable del controlar el patrón de coloración de las alas de Heliconius numata. Los resultados aparecieron publicados hoy en Nature.

mariposa

En la imagen podemos apreciar a Heliconius numata (en la parte superior) y a Melinaea mneme —pariente cercano de las mariposas monarcas— (en la parte inferior). Estas dos especies pertenecen a dos géneros de mariposas poco relacionados; sin embargo, comparten un mismo patrón de coloración de alas. A decir verdad, es la H. numata quien imita el patrón de coloración de las alas de M. mneme, el cual varía según la región donde vive. Las aves las reconocen por las alas y evitan devorarlas porque poseen un sabor muy desagradable. A esto se le conoce como mimetismo mülleriano —dos especies diferentes que comparten los mismos depredadores desarrollan las mismas señales de advertencia.

La clave se encuentra en un súpergen —grupo de locus vecinos que se encuentran muy apretados unos con otros y se heredan como si fueran un sólo gen— llamado P. Este supergén es sumamente polimórfico y cada combinación específica de sus alelos da un patrón de coloración diferente. En total H. numata expresa siete patrones de coloración de alas diferentes, el cual se expresa sinpátricamente con la coloración del género Melinaea. Cada patrón está controlado por alelos específicos dentro del supergén P, los cuales tienen patrones de dominancia específicos [click para ampliar la imagen]:

mariposa-alas

Los investigadores aislaron una porción del genoma de 400Kb que contenía al súpergen P, el cual se caracterizaba por ser una región donde no había recombinación genética o crossing-over. Los análisis genéticos mostraron que las poblaciones naturales de H. numata presentaban 3 rearreglos genómicos diferentes dentro supergén P (BP0, BP1 y BP2) coexistiendo en la especie. Cada versión controlaba un patrón específico de coloración de las alas y explicaba por qué las mariposas se veían tan diferentes unas de otras a pesar de tener el mismo ADN.

El rearreglo BP1 se encontraba exclusivamente dentro del grupo bicoloratus y esto se entiende porque vemos que este patrón es el dominante. Por otro lado, el rearreglo BP0 se encontraba en forma homocigótica dentro del grupo silvana, el más recesivo de todos. Y el BP2 se encontraba en todos los grupos intermedios como tarapotensis y aurora. Esto explica claramente que ante la ausencia de recombinación genética, la forma como están ubicados los locus dentro del supergén P puede generar una variabilidad en el patrón fenotípico de las alas.

Entonces, ahora que se sabe de donde salen los patrones de coloración de las alas, la selección natural hace su trabajo. Aquellas mariposas que no tengan el patrón de coloración de las alas típico de una determinada región tendrán más probabilidades de ser depredadas, y su número será reducido hasta que terminarán por desaparecer, perdiéndose así ese fenotipo.

Estos resultados dan una clave fundamental de la forma como evolucionan los supergenes en otros sistemas. Por otro lado vemos que las diferencias fenotípicas no sólo se deben a la variabilidad de un determinado gen, sino también a la arquitectura y organización de ciertos locus en un determinado cromosoma. Este supergén P también podría ser un factor de adaptación importante en otras especies.


Referencia:

ResearchBlogging.orgJoron, M., Frezal, L., Jones, R., Chamberlain, N., Lee, S., Haag, C., Whibley, A., Becuwe, M., Baxter, S., Ferguson, L., Wilkinson, P., Salazar, C., Davidson, C., Clark, R., Quail, M., Beasley, H., Glithero, R., Lloyd, C., Sims, S., Jones, M., Rogers, J., Jiggins, C., & ffrench-Constant, R. (2011). Chromosomal rearrangements maintain a polymorphic supergene controlling butterfly mimicry Nature DOI: 10.1038/nature10341

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