Las hormigas reina y obrera se desarrollan a partir de los mismos conjuntos de genes, pero desempeñan funciones ecológicas completamente diferentes. Cómo los mismos genes dan como resultado dos tipos de individuos es un misterio continuo. En el pasado, los científicos solo estudiaron un pequeño número de especies de hormigasen un momento para tratar de comprender la naturaleza de las diferencias entre las trabajadoras reinantes. Sin embargo, un equipo de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST junto con la Universidad de Helsinki y otros colaboradores de todo el mundo, recientemente analizaronUn gran conjunto de datos con 16 especies que proporciona información sobre las diferencias entre las hormigas reina y las hormigas obreras.
En lugar de enumerar genes específicos que se manifiestan de manera diferente, o se expresan de manera diferencial, entre reinas y trabajadores, el equipo buscó genes con patrones de expresión similares en las muestras que pueden estar involucrados en el mantenimiento de las diferencias estructurales, conductuales y funcionales observadas entre reinas ytrabajadores. Los resultados fueron publicados recientemente en biología del genoma .
El equipo, encabezado por el Prof. Alexander Mikheyev de la Unidad de Ecología y Evolución de la OIST y la Dra. Claire Morandin, académica postdoctoral en la Universidad de Helsinki, recolectó reinas y trabajadores y secuenciaron el transcriptoma, la gama completa de ARN mensajeromoléculas expresadas por un organismo, de 16 especies de hormigas para crear una red de coexpresión de 36 conjuntos de genes, que representan grupos de genes expresados de manera similar. Este es el mayor conjunto de datos hasta ahora para el estudio de la expresión génica en insectos sociales yProporciona información sobre la evolución de la expresión génica en las especies de hormigas. Esto se debe a que las hormigas tienen muchas características diferentes que evolucionan repetidamente.
"Las hormigas se originaron hace más de 100 millones de años", dijo Mikheyev. "Son notables por su diversidad de rasgos y adaptaciones, muchas de ellas evolucionando en paralelo en diferentes especies".
En este estudio, los paralelos entre las especies se establecieron porque casi todos los conjuntos de genes que el equipo identificó se asociaron con rasgos de reina o de trabajador. Los resultados de los investigadores sugieren que las diferencias estructurales y funcionales entre reinas y trabajadoras resultan delexpresión diferencial de conjuntos conservados evolutivamente de genes, o genes que se expresan básicamente de la misma manera a lo largo de la evolución entre todas las especies de hormigas. En otras palabras, vieron que en lugar de un gen específico, las relaciones entre conjuntos de genes pueden ayudar a explicar ladisparidades estructurales y funcionales entre la reina y las hormigas obreras.
"Nuestros hallazgos resaltan aún más la importancia de la expresión génica para la evolución de los rasgos", dijo Mikheyev. "En particular, uno debe considerar no solo los genes individuales involucrados, sino con qué otros genes interactúan".
Sorprendentemente, estos conjuntos de genes conservados también se asociaron con varios otros rasgos biológicos, que evolucionaron varias veces en las hormigas, como el número de reinas en una colonia, si una especie de hormiga es invasiva o no, y el grado de esterilidad del trabajador.sugiere que los módulos genéticos conservados pueden estar involucrados en el desarrollo o la evolución paralela de los rasgos de las hormigas.
Esta información no solo es importante porque ahora puede ayudar a los científicos a tratar de comprender cómo pueden surgir las diferencias entre la reina y el trabajador a través de las interacciones entre los genes, sino también para la evolución de las hormigas y en la evolución de la expresión génica en general.
"Con este estudio también demostramos qué tipo de enfoque genómico no tradicional se puede aplicar en ecología y evolución", dijo Morandin. "Esta técnica será útil para otros estudios interesados en caracterizar el vínculo entre la expresión génica y los rasgos físicos externos."
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Materiales proporcionado por Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa - OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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