Descubierto un cromosoma «social»

Flickr, Dani PL El cromosoma Y, aparentemente, no es tan especial como pensábamos. Otro ejemplo de un cromosoma no recombinante que regula la elección entre dos fenotipos se describe en un estudio publicado hoy (16 de enero) en Nature. Las colonias de hormigas bravas se organizan alrededor de una sola reina o varias, y la presencia de un «cromosoma social» no recombinante; en algunas hormigas obreras dicta qué estructura adopta una colonia.

“Es un trabajo muy emocionante” dijo Gene Robinson, biólogo evolutivo de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, que no participó en el estudio. Los resultados nos ayudan a «comprender la plasticidad conductual y las formas alternativas de comportamiento en un contexto genómico lo más amplio posible».

Las colonias de hormigas bravas (Solenopsis invicta) están organizadas por uno de dos estructuras sociales diferentes. En las colonias de monoginas, una gran reina acumula una gran cantidad de grasa corporal, se aparea con un macho y vuela para establecer…

Cuál de estas estructuras sociales adopta una colonia de hormigas bravas depende de lo que se conoce como un conjunto supergénico de genes vinculados que juntos producen un fenotipo complejo. Cuando las hormigas obreras hembra con dos juegos de cromosomas portan dos copias del supergen marcado por el alelo B para el gen de la proteína de unión a olores Gp-9 (Gp-9BB), la colonia acepta solo una reina Gp-9BB. Las colonias con genotipos mixtos de obreras, es decir, tanto las hormigas Gp-9BB como las Gp-9Bb aceptan varias reinas Gp-9Bb.

Pero no es solo el gen Gp-9 lo que importa; todos los demás genes en el supergen probablemente también juegan un papel en el fenotipo social de la colonia. Como tal, especularon los científicos, este sistema solo funciona si esos genes no pueden recombinarse, explicó Ken Ross, biólogo evolutivo de la Universidad de Georgia, que no participó en la investigación.

Laurent Keller, genetista evolutivo en la Universidad de Lausana en Suiza, y sus colegas decidieron observar más de cerca las diferencias entre las variantes B y b en los hombres, que solo portan un conjunto de cromosomas y, por lo tanto, solo un alelo supergénico. El grupo de Kellers descubrió que, dentro del supergen Gp-9b, una sección está invertida en comparación con las variantes Gp-9B. Esta inversión impidió la recombinación entre los supergenes Gp-9B y Gp-9b, aunque los supergenes Gp-9B se recombinan entre sí.

Keller denominó cromosoma social al cromosoma que lleva el supergen Gp-9 y notó su similitud con el Y de los mamíferos. Ambos cromosomas ayudan a dirigir un fenotipo complejo que se basa en la coexpresión de genes que evolucionaron juntos . Y así como el cromosoma Y no se recombina con el X, el cromosoma social que lleva un alelo Gp-9b no se recombina con el cromosoma que lleva Gp-9B-.

Se necesitan bastantes genes para hacer un macho o una hembra, dijo Keller, pero un genotipo intermedio no funciona bien. Es lo mismo con las formas sociales. Una reina solitaria que no haya acumulado suficiente grasa corporal no sería capaz de establecer una nueva colonia por su cuenta, y la acumulación de grasa sería un desperdicio en las reinas que simplemente regresan a sus sociedades de origen donde los suministros de alimentos son abundantes.

No está claro si otros supergenes, como los que controlan el mimetismo en las mariposas, actúan de manera similar, aunque Keller cree que es probable que otros comportamientos complejos con dos posibilidades puedan tener cromosomas parecidos a Y similares. Pero Ross argumentó que si tales cromosomas no recombinantes fueran más comunes, probablemente ya se habrían identificado más.

Keller y su laboratorio están ampliando sus estudios a especies de hormigas estrechamente relacionadas para ver si tienen sus propias características sociales. cromosomas También será importante determinar qué genes en la región están realmente contribuyendo al fenómeno social, señaló Ross. ¿Cada uno contribuye de alguna manera pequeña? ¿O podría ser uno de ellos? Desenredar esta pregunta, agregó, probablemente llevará varias vidas de investigación científica.

J. Wang et al., Un cromosoma social similar a Y provoca una organización alternativa de colonias en hormigas rojas, Nature, doi:10.1038/nature11832, 2013.

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