El color de las alas de la mariposa es determinado por un único gen

Las alas de la mariposa son un buen modelo para el estudio de los mecanismos evolutivos. Las especies del género Heliconius han sido estudiados. El colorido de sus alas depende de un único gen, según un reciente estudio publicado en Science.

Entre las mariposas y la evolución hay una larga historia de amor. ¿Quién no ha tenido un curso de ciencias de la vida con el ejemplo de mariposas británicas que han desarrollado un color similar al negruzco tomado por los troncos de los abedules debido a la contaminación provocada en la revolución industrial?

Las mariposas son también las campeonas del mimetismo. Tal vez no tanto como los bichos palo, pero sus alas a veces nos llevan a pensar en insectos u hojas diferentes, lo que hace que pierdan el interés para sus potenciales depredadores.

Una mariposa, Gastropacha quercifolia, imitando una hoja seva. © Entomart

La evolución convergente

Las especies del género Heliconius son especialmente conocidas por su mimetismo mulleriano. Esta técnica consiste en, para una especie dañina (para aquellos que la comen), la adopción de las mismas características físicas de otras especies, también perjudiciales. Desde un punto de vista evolutiva es un epic winner: utiliza los dos mimetismos de las especies, el doble de las advertencias, para que los depredadores no se dejen engañar dos veces.

Este fenómeno de mimetismo de Müller es un ejemplo de evolución convergente, el proceso por el cual dos especies sujetas a las mismas presiones ambientales desarrollan fenotipos similares cuando su antepasado común tuvo un fenotipo distinto. En otras palabras, cómo los múltiples contingencias de la selección natural conducen al mismo resultado.

Por el contrario, también hay una amplia variedad de patrones en las alas de las mariposas del género Heliconius.

Existe gran diversidad de especies dentro del género Heliconius. Vemos que las especies genéticamente distantes tienen un fenotipo similar. Se habla de la convergencia evolutiva. © Reed et al. 2011

En un comunicado publicado en la página web de la revista Science, el equipo de investigación liderado por Robert Reed, formado por investigadores de EE.UU. y Panamá se interesaron por los mecanismos genéticos subyacentes. Esta variedad se debe a un solo gen o por el contrario, a genes similares, ¿o es resultado de la expresión de muchos genes?

Para responder a estas preguntas, los investigadores estudiaron los fragmentos de ADN situados en las alas, por lo que aislaron los genes responsables del color rojo de las alas. Y encontraron que este fenotipo es el resultado de la expresión de un solo gen: Optix.

El color de las alas de las mariposas del género Heliconius es dictado por la expresión de un gen único. © Wildcat Dunny, Flickr, CC by 2.0

Un solo gen para varias características

Un solo gen puede causar una variedad de características físicas. Al parecer, la variabilidad del segmento cis-regulador, es lo que desencadena es la expresión de genes, en el origen de la variabilidad fenotípica. Además, este Optix es el mismo gen que también es responsable de color de los ojos de la mariposa.

Esta es una de las sorpresas del estudio. Finalmente, es posible que un pequeño número de genes sean la causa de una gran variedad de física y el control de la evolución de muchos rasgos. Por último, el hecho de que un solo gen es responsable de la evolución convergente hace que sea difícil para los científicos que buscan distinguir las homologías (carácter compartido por dos especies y su ancestro común) y la convergencia (carácter compartido por dos especies, pero no por su antepasado común).

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