Utilizando enfoques genéticos modernos, un equipo de investigadores ha brindado un fuerte apoyo a la teoría evolutiva de la selección de parentesco, de larga data, pero muy debatida, que sugiere que el comportamiento altruista se produce como una forma de transmitir genes a la próxima generación.
Los investigadores, que incluyen a Christina Grozinger, distinguida profesora de entomología, y David Galbraith, erudito postdoctoral en entomología, ambos en Penn State; David Queller, profesor de Spencer T. Olin, Universidad de Washington en St. Louis; y otros,investigó la selección de parientes al examinar el comportamiento social de las abejas obreras, que son todas mujeres.
Descubrieron que los genes que los trabajadores heredan de su reina - matrigenes - comportamiento altruista de las abejas obreras directas - renuncian a la producción de su propia descendencia para ayudar a criar a sus hermanos. Cuando la reina muere, los trabajadores pueden comenzar a competir egoístamenteunos con otros para poner huevos. Los genes que heredan de sus diferentes padres, los patrigenes, dirigen este comportamiento.
"Por lo general, pensamos en las abejas melíferas como cooperadores ideales, con todos los miembros de la colonia trabajando juntos de manera armoniosa", dijo Grozinger. "Nuestros estudios demuestran que en realidad existe un conflicto, llamado conflicto intragenómico, entre los genes heredados delpadre y los heredados de la madre "
Según Grozinger, en una colonia normal, la reina pone todos los huevos y los trabajadores permanecen estériles y ayudan a criar a la descendencia de la reina. Cuando la reina muere, los trabajadores se comportan de manera altruista al permanecer estériles y ayudar a criar a la descendencia restante y alnueva descendencia de sus hermanas o se comportan egoístamente activando sus propios ovarios y poniendo sus propios óvulos no fertilizados, que se convierten en machos.
"En 2003, David Queller publicó un modelo clave utilizando la teoría de la selección de parentesco que predijo que, en condiciones sin reina en una colonia de abejas melíferas, los patrigenes promoverían un comportamiento egoísta en los trabajadores, mientras que los matrigenes promoverían un comportamiento altruista", dijo Galbraith.
Según Queller, este conflicto es el resultado de la distribución desigual de las matrigenes y patrigenes entre los trabajadores. Todos los trabajadores de la colonia comparten el mismo conjunto de matrigenes. Por el contrario, debido a que la reina se apareó con 10 o más hombres, ellos trabajadores tienen diferentes patrigenes. Si un trabajador se comporta de manera altruista y ayuda a criar a la descendencia de sus hermanas, se asegura de que sus matrigenes se transmitan. Sin embargo, más de sus patrigenes pasan a la próxima generación si se comporta egoístamente y pone sus propios huevos.
"Es muy extraño pensar que sus genes podrían estar peleando entre sí en función de si provienen de su madre o de su padre", dijo Queller. "Sin embargo, esto es justo lo que encontramos. Resulta que cuando unla reina muere, las abejas obreras se comportan como sus padres quieren que lo hagan, produciendo hijos cuando sea posible ". Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Según Queller, este conflicto intragenómico apoya la teoría de la selección de parentesco propuesta por primera vez por William Hamilton en 1964. El altruismo se define como la reducción de la producción reproductiva propia para ayudar a otros a reproducirse. Por lo tanto, la teoría de la selección de parentesco predice que el altruismo solo evolucionará para ayudarusando la teoría de la selección de parentesco, David Haig, profesor de la Universidad de Harvard, desarrolló modelos que predicen conflictos intragenómicos, que Queller luego extendió a las sociedades sociales de insectos.
Sin embargo, en 2010, el biólogo EO Wilson y sus colegas publicaron un artículo que argumentaba que la selección de parentesco no es necesaria para que evolucione el comportamiento altruista.
"Si bien el modelo de Queller hizo predicciones muy específicas sobre el comportamiento de los matrigenes y patrigenes en los insectos sociales, no fue posible probar esta predicción hasta que se desarrollaron herramientas genómicas modernas que nos permitieron rastrear específicamente tanto los matrigenes como los patrigenes en el mismo individuo,"dijo Grozinger.
Los investigadores crearon 18 cruces masculinos y femeninos diferentes de dos reservas genéticas diferentes de abejas melíferas: abejas africanizadas, que producen ovarios más grandes, y abejas europeas, que producen ovarios más pequeños. Los cruces permitieron a los trabajadores determinar cuál de los genes -- los de padres versus los de madres - estaban activos en la descendencia. El equipo alojó a la descendencia de abejas obreras sin una reina, estimulando a algunos a comenzar a producir huevos.
Los investigadores primero demostraron que las abejas obreras con padres africanizados y madres europeas tenían ovarios más grandes y tenían más probabilidades de volverse reproductivamente activas que las abejas con padres europeos y madres africanizadas. Según Grozinger, esto demostró que los rasgos reproductivos de los trabajadores eran másfuertemente influenciado por sus patrigenes que matrigenes.
"Identificamos más de 100,000 secciones de ADN, llamadas polimorfismos de un solo nucleótido, que estaban presentes en los genomas de la madre o del padre, pero no en ambos", dijo Galbraith. "Este ejercicio nos permitió determinar qué piezas de ARNen sus trabajadores la descendencia fue producida por las matrigenes versus los patrigenes "
Luego, los investigadores recolectaron los ovarios de las abejas obreras y secuenciaron todo el conjunto de moléculas de ARN para ver cuáles de sus genes heredados se expresaron en mayor medida.
"Descubrimos que la expresión de los patrigenes, pero no de los matrigenes, estaba fuertemente asociada con el comportamiento de los trabajadores para la puesta de huevos", dijo Galbraith.
Según los investigadores, planean explorar el conflicto intergenómico en otros sistemas.
"Lo sorprendente del modelo de Queller es que proporciona predicciones muy detalladas sobre cómo se comportan las matrigenes y los patrigenes en diferentes especies de insectos sociales y en diferentes contextos; en algunos casos, las matrigenes son egoístas", dijo Grozinger.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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