Los investigadores han descubierto un gen que impulsa las diferencias de color dentro de una especie de abejorros. Este descubrimiento ayuda a explicar los patrones de color muy diversos entre las especies de abejorros, así como también cómo evoluciona la mímica individuos en un área que adoptan patrones de color similaresUn estudio que describe el gen, que ocurre en una región altamente conservada del genoma que proporciona planos para la segmentación, fue dirigido por investigadores de Penn State y aparece el 29 de abril de 2019 en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Hay una diversidad excepcional en la coloración de los abejorros", dijo Heather Hines, profesora asistente de biología y entomología en Penn State e investigadora principal del estudio. "De las aproximadamente 250 especies de abejorros, hay más de 400 diferentespatrones de color que básicamente mezclan y combinan los mismos colores sobre los diferentes segmentos del cuerpo de una abeja ".
Los patrones de color de abejorro más comunes presentan rojo alrededor de la cola de una abeja, se cree que anuncian su picadura peligrosa. A pesar de la gran diversidad disponible, los patrones de color tienden a converger hacia la similitud dentro de una región geográfica particular porque sirven como un importante yseñal de advertencia efectiva. Este es un ejemplo de mimetismo mülleriano, donde se utilizan patrones de color similares, a menudo vibrantes, entre múltiples especies para advertir a los depredadores de una característica peligrosa como toxicidad o espinas afiladas.
"La mímica mülleriana ha servido como un ejemplo de evolución desde los días de Darwin", dijo Hines. "Estudiar estos sistemas de mímica, patrones de color similares en muchas especies diferentes, nos permite ver cómo evolucionan los rasgos naturales. También puedecuéntenos cómo se codifican los rasgos en el genoma: ¿hay una sola forma de hacer un rasgo, o llegan diferentes especies a rasgos similares a través de diferentes rutas genéticas? "
El equipo de investigación investigó la base genética del color en la especie Bombus melanopygus , que exhibe dos patrones de color regionales. Los abejorros que viven en la región costera del Pacífico son negros en la mitad del abdomen, mientras que los de la región de las Montañas Rocosas son rojos. Estudios anteriores sugirieron que un solo gen estaba impulsando este cambio de color,aunque la identidad de este gen era desconocida.
Los investigadores realizaron un estudio de asociación de todo el genoma, donde los investigadores buscan la variación en la secuencia de ADN asociada con la variación en un rasgo. Identificaron una región reguladora que cambia la expresión en un gen llamado Abdominal-B, que impulsa el cambio de color.
"Abdominal-B se encuentra en una región altamente conservada del genoma que contiene genes de patrones importantes denominados" genes Hox ", que actúan como planos para los segmentos de una larva de abeja en desarrollo", dijo Hines. "Por lo general, cualquier cambioa estos genes Hox desencadena muchos otros cambios importantes en el desarrollo de los segmentos del animal, pero no estábamos viendo esos otros cambios. Resulta que la expresión alterada de Abdominal-B ocurre tan tarde en el desarrollo que puede tener efectos muy específicosen color sin otras consecuencias "
El cambio en la región reguladora dio como resultado que el Abdominal-B se expresara en una ubicación inusual al final del desarrollo de la pupa; al mismo tiempo que el pigmento comienza a aparecer en la abeja. El Abdominal-B generalmente se expresa más cerca de la colade la abeja, pero en las abejas con rayas rojas se expresa en segmentos más arriba, causando un cambio de color en el abdomen medio.
"Es posible que la expresión de este gen y otros genes Hox se mueva más tarde en el desarrollo, lo que permite mezclar y combinar dentro de los segmentos para crear el patrón de color modular que vemos en los abejorros", dijo Hines.
Según los investigadores, este cambio genético particular en la región reguladora no fue responsable de los cambios de color en diez especies de abejorros estrechamente relacionadas con variaciones similares de color rojo y negro. Es probable que estas otras especies experimenten cambios genéticos que se dirigen a otrosregiones reguladoras del mismo gen o genes completamente diferentes. Los investigadores continúan investigando la genética de los cambios de color entre especies.
"Esto nos dice que la base para el patrón de color en Bombus melanopygus surgió independientemente del patrón en otras especies", dijo Hines. "Los abejorros no comparten esta similitud en el patrón de color porque todos lo heredaron de un antepasado común, así que allídebe haber muchas rutas diversas para imitar "
Este estudio también fue realizado por los investigadores de Penn State, Li Tian, Sarthok Rasique Rahman, Briana Ezray, Patrick Lhomme y Luca Franzini, y James Strange en la Universidad Estatal de Utah. Este trabajo fue financiado por una beca CAREER de la National Science Foundation para Hines.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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