Las mariposas Heliconius son un grupo diverso y colorido de especies que viven en las regiones tropicales de América Central y del Sur. Muchas de ellas tienen patrones y colores de alas que imitan a otras especies para protegerse de los depredadores, y una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad deChicago muestra que en una especie, Heliconius cydno , solo un gen controla si la mariposa tiene manchas blancas o amarillas en sus alas.
Para realizar el estudio, que se publicó el 25 de octubre en Biología actual , los investigadores desarrollaron un mapa genético usando blanco y amarillo H. cydno mariposas. Luego estudiaron las secuencias del genoma para identificar un solo gen llamado aristaless1 al1 que actuó como un interruptor para la coloración amarilla y blanca.
La mayoría de las especies de Heliconius están estrechamente relacionadas H. cydno tienen manchas amarillas en sus alas; H. cydno tiene subespecies que son amarillas o blancas. Los investigadores vieron que las mariposas con manchas blancas tienen una expresión elevada de al1 es decir, está "activada", lo que significa que puede desempeñar un papel en la represión de la producción de pigmentación amarilla.Las herramientas de edición de genes CRISPR / Cas9, los científicos confirmaron esta función de al1. Cuando la eliminaron o la desactivaron en embriones de mariposas que deberían ser blancas, esas mariposas desarrollaron manchas amarillas en su lugar.
"Durante décadas, las personas han cruzado estas mariposas y sabían que este interruptor blanco vs. amarillo estaba en un punto del genoma. Simplemente no pudieron rastrearlo hasta las acciones de un solo gen", dijoMarcus Kronforst, PhD, profesor asociado de ecología y evolución y autor principal del estudio.
"Ahora con CRISPR podemos eliminar el gen y ver qué sucede. Resulta que la innovación evolutiva aquí no es que una especie obtenga un pigmento, sino que active un gen para reprimir un pigmento ancestralmente presente", dijo.
Kronforst y su equipo también rastrearon la historia evolutiva de este patrón de color al comparar las diferencias genéticas en el H. cydno versión de al1 a las de otras especies de Heliconius estrechamente relacionadas. La versión blanca del gen parece ser un desarrollo relativamente nuevo. Mientras H. cydno fue la primera especie en desarrollar formas blancas, hay signos de cruzamiento que introdujeron el color blanco en otras especies en un momento posterior.
También existe evidencia de que el mismo gen puede estar relacionado con las preferencias de apareamiento para el color. Blanco H. cydno los machos prefieren las hembras con manchas blancas; los machos amarillos también prefieren las hembras amarillas. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que los genes para el patrón de color y la preferencia de la pareja en H. cydno se encuentran en la misma área del genoma.
"Ahora que conocemos la base molecular del color, podemos comenzar a preguntarnos cómo se vincula la preferencia con él", dijo Kronforst. "¿Están dos genes cerca uno del otro o de alguna manera el mismo gen está haciendo ambos trabajos?"
Si bien Kronforst y su equipo aún no saben si la preferencia de pareja está controlada por al1 u otro gen cercano, la proximidad podría explicar la diversidad de especies de Heliconius.
"Si fue la selección natural lo que lo condujo o fue solo una posibilidad de que estas dos cosas estén vinculadas, eso podría ser parte de la razón por la que tenemos un grupo tan diverso de mariposas", dijo. "Cuando el color y la preferencia porel color está unido, hace que estas cosas evolucionen juntas muy rápidamente "
El estudio, "Aristaless controla la variación del color del ala de la mariposa utilizada en la mímica y la elección de pareja", fue apoyado por el Consorcio Biomédico de Chicago, financiación del Generador de Grandes Ideas de la Universidad de Chicago, la Fundación Alfred P. Sloan, los Institutos Nacionales de Salud, El Centro FAS de Harvard para Biología de Sistemas, el programa Pew Biomedical Scholars, los fondos de la Universidad de Chicago Neubauer y la National Science Foundation. Otros autores incluyen a Erica Westerman de UChicago y la Universidad de Arkansas; Nicholas VanKuren, Darli Massardo, Ayse Tenger-Trolander, Erick Bayala, Kenneth Barr, Nathan Buerkle y Stephanie Palmer de UChicago; Wei Zhang de UChicago y Peking University, China; Ryan Hill de la Universidad del Pacífico; Nicola Chamberlain de Harvard University y Tracy Douglas de Rice University.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Chicago . Original escrito por Matt Wood. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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