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15/Ene/05 Descubren insectos con inusual comportamiento reproductivo TEMAS: Biología, Zoología, Entomología, Insectos, Hymenoptera, Formicidae, Pogonomyrmex Una población de hormigas genéticamente inusual está cambiando algunos de las maneras fundamentales en que los investigadores piensan sobre las colonias de insectos.
Pero Rissing y sus colegas encontraron, en un nuevo estudio, algunas colonias de hormigas segadoras (Pogonomyrmex) que son raras genéticamente y que no parecen seguir las reglas tradicionales del desarrollo de castas. Encontraron que el destino de una hormiga es determinado por la genética y no por el ambiente. La genética define en qué se convierte una larva, y por lo tanto el papel que desempeñará en la colonia. Los investigadores divulgaron sus resultados en el últimi ejemplar de Current Biology. El equipo fue conducido por Sara Helms Cahan, profesora auxiliar de biología en la universidad de Vermont. Una colonia típica de hormigas incluye una reina y, en el caso de las hormigas segadoras, a centenares o millares de trabajadoras femeninas estériles (las hormigas obreras son siempre femeninas y, con algunas excepciones, estériles. Las hormigas soldado son versiones más grandes de las obreras). Durante el curso de su vida, que puede durar de 20 a 30 años, una reina produce principalmente huevos de obreras. Las hormigas macho, que provienen de huevos no fertilizados, están para un único propósito: copular con una reina. Hay un suministro muy bajo de varones, y una reina produce huevos masculinos solamente cuando es hora de crear más colonias. Entonces la reina produce los huevos que dan lugar a los varones y a las reinas (hembras reproductivas). Los varones y el enjambre nuevo de reinas salen de la colonia, se aparean, y las reinas jóvenes intentan establecer una nueva colonia. Los machos, que tienen vidas cortas, mueren poco después el acoplamiento. El tipo de hormigas de este estudio —hormigas segadoras— son una de las sociedades más grandes de insectos en el oeste de los Estados Unidos, con colonias que cubren centenares de kilómetros y hormigueros tan grandes que son visibles desde los aviones. "Ésta es la hormiga que mejor funciona en el oeste; está por todas partes", dijo Rissing. Los investigadores notaron que en ciertas áreas —principalmente el sudeste de Arizona y Nuevo México— algunas de las hormigas segadoras macho parecían diferentes. Recogieron varias docenas de parejas de reinas y machos y llevaron esas parejas al laboratorio para hacerles pruebas genéticas, con resultados sorprendentes. "El ADN de algunas de estas hormigas era extraño; por cierto que no esperábamos los resultados que tuvimos", dijo Rissing. "Parece que las reinas en estas colonias se acoplan con los machos de dos diversos linajes genéticos. Y generalmente cuando se acoplan una reina y un macho con el mismo linaje, ésto produce una hembra reproductiva, otra reina. Pero si se acoplan una reina y un macho de distintos linajes genéticos, estos apareamientos producen trabajadoras estériles de forma aplastante. "Este tipo de comportamiento reproductivo es muy diferente a lo que esperamos ver en sociedades de hormigas", continuó. "Esperábamos ver la misma secuencia de la ADN en todas las hormigas de una colonia determinada. Pero eso no es lo que sucedió aquí." No importa si los experimentos de laboratorio imitaban la fundación de una nueva colonia, que depende más que nada de las obreras y necesita solamente una reina: cuando se acoplaban una reina y un macho del mismo linaje, se producían huevos que daban lugar a muchas reinas. Los resultados también mostraron que todos los huevos producían obreras cuando una reina se había acoplado con un macho del linaje alterno. Las interpretaciones tradicionales sobre las colonias de insectos sociales dirían que la necesidad de obreras influenciaría el destino de una hormiga, fijando su papel, eliminando de ese modo cualquier predisposition genética; este estudio demuestra que no siempre es así. Estas hormigas segadoras tenían dos linajes genéticos diferentes que los investigadores designaron H1 y H2. Se aparearon reinas tanto H1 como H2 con machos H1 o H2. En la naturaleza, las reinas de las hormigas se acoplan sólo durante un período del tiempo, pero se acoplan con muchos machos durante ese tiempo (ésto hace que la reina acumule un banco importante de esperma). Las reinas pueden almacenar la esperma y poner huevos durante el todo el curso su vida. Todas las reinas del estudio pusieron alrededor de 60 huevos fertilizados, pero solamente el 0,3 por ciento de los huevos de los apareamiento del mismo linaje (reina y macho H1; reina y macho H2) se desarrollaron en adultos. La reina crió a estas hembras reproductivas —genéticamente reinas— como obreras, aunque los investigadores observaron que estas hormigas al parecer tenían dificultad para cumplir con ese papel de obreras. "Las hormigas del mismo linaje que llegaron a la edad adulta habían perdido casi totalmente su capacidad de convertirse en obreras funcionales", dijo Rissing. En contraste, 87 por ciento de los huevos de linajes mezclados se convirtieron en obreras adultas exitosas. "Está claro lo que debe hacer la reina: ella debe acoplarse con más de un macho", dijo Rissing. Los investigadores conjeturaron que las reinas de las hormigas segadoras pueden conocer, probablemente, la diferencia entre los machos con los que se acoplan. Los investigadores también observaron que los machos eran de colores distntos, dependiendo de a qué linaje pertenecían. En la naturaleza, una reina puede utilizar esta información para cerciorarse de que tiene bastante esperma de varones de ambos linajes, lo que aseguraría el éxito de la colonia. Es interesante que los machos no pueden determinar, según parece, la diferencia entre las hembras. (Rissing dijo que él y sus colegas podían determinar la diferencia solamente con ayuda de tecnología molecular moderna de laboratorio.) "Si los machos pudieran [hacerlo], eso podría definir el fin de una colonia, porque los machos podrían preferir acoplarse con una reina del mismo linaje", dijo Rissing. En teoría, una hormiga masculina quisiera que sus genes continuaran viviendo. Si su esperma fertiliza un huevo de una reina de un linaje distinto, sus genes mueren porque producen una obrera estéril. "Esta población de hormigas segadoras depende de este sistema de dos linajes para sobrevivir", dijo Rissing. "La casta híbrida de obreras es la que une las dos poblaciones de genoma H1 y H2, que de otra manera serían independientes. Hasta ahora, éste es un hallazgo bastante inusual. Pero cuando accedamos a más y mejores herramientas que nos ayuden a entender qué está pasando a nivel molecular, es probable que encontremos que muchos insectos sociales y otros animales no conforman nuestras predicciones y expectativas." Rissing y Cahan condujeron este estudio junto a Glennis Julian de la Universidad de Arizona y Tanja Schwander y Joel Parker, ambos de la universidad de Lausanne en Suiza. Este trabajo fue financiado por aportes de la Fundación Durfee, de la Swiss Society of Naturalists y la Swiss National Science Foundaton. Fuente: researchnews.osu.edu
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Los insectos sociales, como las hormigas y abejas, prosperan en base a un sistema de castas, una división exacta de deberes entre los miembros de la colonia.
Se piensa que, en la mayoría de estas sociedades, el ambiente es el que influencia para que las larvas se convierten en reinas o las trabajadoras femeninas sean
estériles, dijo Steve Rissing, profesor de Evolución, ecología y biología de organismos en la universidad estatal de Ohio, Estados Unidos.