Los científicos ahora comprenden cómo ciertos animales pueden alimentarse de pintorescas mariposas monarca anaranjadas, que están llenas de la cabeza al abdomen con toxinas de plantas de algodoncillo.
En concentraciones suficientemente altas, el algodoncillo puede matar a un caballo o un ser humano. Para poder comer esta planta, las mariposas monarcas desarrollaron un conjunto de mutaciones celulares inusuales. Una nueva investigación de UC Riverside muestra que los animales que se alimentan de las mariposas monarcas también desarrollaron estas mismas mutaciones.
A Biología actual artículo de revista, publicado hoy, describe la investigación que reveló estas mutaciones en cuatro tipos de depredadores monarca: un pájaro, un ratón, una avispa parásita y un gusano.
"Es notable que la evolución simultánea se haya producido a nivel molecular en todos estos animales", dijo el biólogo evolutivo de la UCR y líder del estudio Simon "Niels" Groen. "¡Las toxinas de las plantas causaron cambios evolutivos en al menos tres niveles de la cadena alimentaria!"
Las toxinas del algodoncillo se dirigen a una parte de las células animales llamada bomba de sodio-potasio, que ayuda a activar los latidos del corazón y los nervios. Es tan importante en los seres humanos que nuestros cuerpos utilizan un tercio de toda la energía que generamos a partir de los alimentos para alimentar esta bomba. Cuandola mayoría de los animales comen algodoncillo, la bomba deja de funcionar.
Hace dos años, Groen y sus colegas escribieron sobre los cambios de aminoácidos en tres lugares de la bomba que no solo permiten que las mariposas monarca consuman algodoncillo, sino que también acumulen las toxinas del algodoncillo en sus cuerpos como defensa contra los ataques. El equipo de Groen diseñóestos mismos cambios de aminoácidos en las moscas de la fruta, que luego se volvieron tan resistentes al algodoncillo como las monarcas.
"Ha sido una observación de la historia natural de hace mucho tiempo que las aves y los ratones son importantes depredadores de las monarcas", dijo Groen. "Pero en la década de 1970, no existían los medios para descubrir qué les permitía tener éxito en eso".Ahora, con la secuenciación del genoma, podemos ".
Los investigadores tomaron información de la secuencia de ADN de las bases de datos de una variedad de aves, avispas y gusanos nematodos para ver si alguno de ellos evolucionó los cambios de aminoácidos en sus bombas de sodio. Uno de los cuatro animales en los que el equipo encontró las mutaciones de la bombaincluye el picogrueso de cabeza negra, que se come hasta el 60% de las mariposas monarca en muchas colonias cada año.
No está claro si existen adaptaciones adicionales que ayuden al picogrueso y a otros depredadores monarca a lidiar con las toxinas. Groen planea explorar esta cuestión en estudios futuros.
Puede que se esté acabando el tiempo para conocer los secretos celulares de las mariposas. Los expertos estiman que las poblaciones de monarcas han disminuido drásticamente, de aproximadamente 500 millones a principios de la década de 1990 a 100 millones en la actualidad.
"El cambio climático está amenazando los bosques mexicanos donde migran cada invierno para aparearse, y a medida que la bandada de mariposas se hace más pequeña, son presas más fáciles para las aves y los ratones", dijo Groen.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Original escrito por Jules Bernstein. Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.
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