{"id":36365,"date":"2022-09-01T06:48:06","date_gmt":"2022-09-01T11:48:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/la-regulacion-genetica-le-da-a-las-mariposas-su-apariencia-deslumbrante\/"},"modified":"2022-09-01T06:48:06","modified_gmt":"2022-09-01T11:48:06","slug":"la-regulacion-genetica-le-da-a-las-mariposas-su-apariencia-deslumbrante","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/la-regulacion-genetica-le-da-a-las-mariposas-su-apariencia-deslumbrante\/","title":{"rendered":"La regulaci\u00f3n gen\u00e9tica le da a las mariposas su apariencia deslumbrante"},"content":{"rendered":"

ARRIBA: Heliconius erato demophoon<\/em>RICCARDO PAPA, UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO<\/p>\n

Ya en 1879, el naturalista Fritz Mller not\u00f3 que muchas de las mariposas Heliconius<\/em> que encontr\u00f3 en el Amazonas compart\u00edan exactamente los mismos patrones de color de alas de color negro, rojo y blanco, aunque eran especies diferentes. \u00c9l razon\u00f3 que las mariposas hab\u00edan llegado a parecerse entre s\u00ed con una coloraci\u00f3n llamativa que les indicaba a las aves que eran t\u00f3xicas y que no deb\u00edan comerse, lo que ayudaba a la supervivencia de la especie porque cuantos m\u00e1s individuos con estas coloraciones, m\u00e1s r\u00e1pido aprenden los depredadores a evitarlas, una idea que se consagr\u00f3 en los libros de texto. como el mimetismo de Mller.<\/p>\n

C\u00f3mo evolucionaron las mariposas para parecerse unas a otras ha sido un misterio durante mucho tiempo. Una pregunta apremiante para los bi\u00f3logos evolutivos es si los pares de especies de mariposas parecidas tomaron los mismos caminos para llegar al mismo patr\u00f3n de color, usando la misma maquinaria gen\u00e9tica y de desarrollo cada vez, o si reinventaron la rueda de manera efectiva, ideando nuevos mecanismos desde cero. ?<\/p>\n

Un nuevo estudio que aparece hoy (14 de noviembre) en Current Biology<\/em> intenta responder a esa pregunta. La investigaci\u00f3n demuestra que, si bien las especies parecidas a Heliconius<\/em> emplean el mismo gen para guiar la coloraci\u00f3n de las alas, es probable que est\u00e9 bajo un control epigen\u00e9tico diferente, lo que en \u00faltima instancia sugiere que hay m\u00e1s de una forma de llegar a la misma coloraci\u00f3n. Los hallazgos complementan los de otro estudio en PNAS<\/em> esta semana que profundiza en las redes reguladoras que subyacen a los patrones de color en el g\u00e9nero Heliconius<\/em>, ilustrando c\u00f3mo los insectos usan relativamente pocos genes para generar una diversidad tan sorprendente.<\/p>\n

Es genial. . . . Puedes hacer lo mismo de varias maneras diferentes, comenta James Mallet, bi\u00f3logo evolutivo de la Universidad de Harvard. Tal vez haya una gran variedad de formas diferentes en las que puede girar las perillas para obtener el mismo patr\u00f3n com\u00fan.<\/p>\n

La colaboraci\u00f3n internacional de investigadores que llevan a cabo el estudio Current Biology<\/em> decidi\u00f3 enfocar su investigaciones sobre WntA<\/em>, uno de los cuatro genes principales que se sabe que juegan un papel importante en los patrones de color de las alas en el g\u00e9nero Heliconius <\/em> de 40 especies. Al principio del desarrollo del ala, las orugas producen WntA, una prote\u00edna que se propaga por el ala, produciendo un gradiente de concentraci\u00f3n que instruye a otras prote\u00ednas y genes para crear patrones de colores particulares en el ala. Se sabe que WntA<\/em> es importante para generar las rayas caracter\u00edsticas en muchas especies de Heliconius <\/em>.<\/p>\n

Vea Supergen descubierto en mariposas parecidas<\/h3>\n

Usando CRISPR-Cas9, el equipo elimin\u00f3 el gen WntA<\/em> en tres pares de especies lejanamente relacionadas, pero aparentemente id\u00e9nticas, para investigar el efecto sobre la coloraci\u00f3n. El razonamiento de los investigadores fue que si WntA<\/em> desempe\u00f1aba exactamente el mismo papel en el patr\u00f3n de las alas de las mariposas parecidas, entonces los insectos eliminados tambi\u00e9n deber\u00edan tener el mismo aspecto, explica Riccardo Papa, bi\u00f3logo evolutivo de la Universidad de Puerto. Rico y coautor del estudio.<\/p>\n

Ese no result\u00f3 ser el caso. Por ejemplo, la especie centroamericana lejanamente relacionada H. hewitsoni<\/em> y H. pachinus,<\/em> son negros y tienen dos finas rayas blancas caracter\u00edsticas en las alas delanteras y una en las traseras. Una vez eliminado WntA<\/em>, H. hewitsoni<\/em>s <\/em>la doble raya se hab\u00eda fusionado en una gran mancha blanca en la parte inferior del ala anterior, mientras que el H. pachinus<\/em> mutante ten\u00eda dos manchas grandes en la base y en la punta del ala.<\/p>\n

El equipo observ\u00f3 diferencias similares en los l\u00edmites de la coloraci\u00f3n del ala entre pares que alguna vez se parec\u00edan H. erato<\/em> y H. melpomene<\/em>, y entre H. sapho sapho<\/em> y H. cydno chioneus<\/em>: parches de negro cambiar\u00edan a rojo o amarillo. A pesar de que no hubo diferencias en la secuencia de WntA<\/em> en el g\u00e9nero Heliconius<\/em>, eliminarlo tuvo efectos variables en las especies similares. Por lo tanto, WntA debe actuar de manera diferente en especies similares para llegar a la misma apariencia.<\/p>\n

Mientras que los individuos de tipo salvaje de H. hewitsoni<\/em> (arriba a la izquierda) y H. pachinus <\/em>(abajo a la izquierda) <\/em>son casi id\u00e9nticos, WntA <\/em>knockouts (arriba y abajo a la derecha) parecen diferentes.c. concha et al., current biology<\/em>, DOI:HTTPS:\/\/DOI.ORG\/10.1016\/J.CUB.2019.10.010, 2019. <\/p>\n

Para pap\u00e1, una posible explicaci\u00f3n para estos diferencias es que WntA<\/em> puede estar sujeto a una regulaci\u00f3n gen\u00e9tica diferente. De acuerdo con esa idea, el equipo tambi\u00e9n observ\u00f3 diferencias entre individuos de tipo salvaje de especies similares en los patrones de expresi\u00f3n de ARN de WntA<\/em> en todo el ala. En otras palabras, las mariposas no reinventan completamente la rueda para llegar al mismo patr\u00f3n de color, todas usan el mismo gen pero lo usan de manera diferente. A medida que los genomas divergen [en la evoluci\u00f3n de las especies], pueden ocurrir cambios en la forma en que se utilizan estos genes, dice Papa. Se pueden lograr morfolog\u00edas que son pr\u00e1cticamente id\u00e9nticas usando genes de diferentes maneras.<\/p>\n

Krzysztof Kozak, bi\u00f3logo evolutivo del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales cuyo colega particip\u00f3 en la investigaci\u00f3n pero \u00e9l mismo no estuvo involucrado, est\u00e1 de acuerdo con Interpretaci\u00f3n de pap\u00e1. Agrega que es algo sorprendente que las mariposas parecidas hayan desarrollado diferentes mecanismos para producir patrones de color de alas en un espacio de tiempo relativamente corto; algunas especies solo divergieron hace 12 millones de a\u00f1os.<\/p>\n

Sin embargo, le gustar\u00eda ver m\u00e1s trabajo sobre los mecanismos involucrados. El estudio realmente no nos dice mucho sobre qu\u00e9 otros genes hay y c\u00f3mo entran en juego, \u00bfc\u00f3mo forman realmente estas diferentes redes [reguladoras]? pregunta.<\/p>\n

Esta pregunta fue el foco del estudio PNAS publicado a principios de esta semana, en el que un grupo superpuesto de cient\u00edficos observ\u00f3 de cerca el gen optix<\/em>, que es responsable para producir patrones de color rojo en mariposas Heliconius<\/em>. A trav\u00e9s de varios ensayos especializados, los investigadores identificaron cinco elementos reguladores que mejoran la expresi\u00f3n de optix<\/em>, y eliminarlos secuencialmente revel\u00f3 una arquitectura gen\u00e9tica compleja, con potenciadores que interact\u00faan entre s\u00ed y controlan m\u00faltiples aspectos de los patrones de color rojo. . La complejidad no est\u00e1 realmente en la cantidad de genes, que son muy pocos, sino en la evoluci\u00f3n de esos elementos reguladores que determinan [la diversidad a trav\u00e9s de] la hermosa radiaci\u00f3n de las mariposas, se\u00f1ala Papa, tambi\u00e9n coautor de este estudio.<\/p>\n

Otros fenotipos en la naturaleza a menudo parecen estar determinados por un gran n\u00famero de genes dispersos alrededor del genoma, sin embargo, en estas mariposas Heliconius<\/em>, tenemos un sistema en el que solo unos pocos genes parecen ser muy clave en el cambio de patrones de color, gracias a la compleja arquitectura reguladora, se\u00f1ala Mallet.<\/p>\n

Una posible raz\u00f3n por la cual las especies de Heliconius<\/em> usan una cantidad relativamente peque\u00f1a de genes para controlar los patrones de color es que se cruzan mucho entre s\u00ed. En Science<\/em> este mes, Mallet, junto con Papa y otros colegas, ilustraron a trav\u00e9s de un ensamblaje de 20 genomas de Heliconius<\/em> el cruce frecuente dentro de los principales clados del g\u00e9nero. Los estallidos recurrentes de recombinaci\u00f3n con otras especies romper\u00edan f\u00e1cilmente un gran n\u00famero de genes que se encuentran dispersos por todo el genoma, mientras que eso ser\u00eda menos probable si los genes que controlan la variaci\u00f3n del color estuvieran restringidos a unos pocos loci, explica Mallet. Si la introgresi\u00f3n es una caracter\u00edstica importante de su evoluci\u00f3n, eso estropear\u00e1 mucho los patrones de color, a menos que tenga relativamente pocos loci, dice.<\/p>\n

Todos estos documentos juntos forman un gran ejemplo de cu\u00e1n complejo [un ] Ahora podemos desarrollar una imagen de b\u00e1sicamente cualquier forma de vida que desee, siempre que pueda cultivarla y obtener su ADN, puede desarrollar estudios incre\u00edblemente sofisticados, se\u00f1ala Kozak. En el futuro, dice, espera que esta capacidad ayude a los investigadores a responder preguntas sobre la previsibilidad de la evoluci\u00f3n de manera m\u00e1s amplia. Creo que en los pr\u00f3ximos cinco o diez a\u00f1os veremos una proliferaci\u00f3n de estudios como este en todas las formas de vida. Y solo entonces podemos comenzar a generalizar sobre la previsibilidad de la evoluci\u00f3n, la importancia de las redes reguladoras de genes, c\u00f3mo est\u00e1n estructuradas, etc.<\/p>\n

C. Concha et al., <\/strong>Interacci\u00f3n entre la flexibilidad del desarrollo y el determinismo en la evoluci\u00f3n de los patrones de alas mim\u00e9ticas de Heliconius<\/em>, <\/strong>Biolog\u00eda actual<\/em><\/strong>, doi:10.1016\/j.cub.2019.10.010, 2019. <\/strong><\/p>\n

JJ Lewis et al., Evoluci\u00f3n paralela de los antiguos , los potenciadores pleiotr\u00f3picos subyacen al mimetismo del patr\u00f3n de alas de mariposa, <\/strong>PNAS<\/em><\/strong>, doi:<\/strong>10.1073\/pnas.1907068116<\/strong>, 2019. <\/strong><\/p>\n

NB Edelman et al., La arquitectura gen\u00f3mica y la introgresi\u00f3n dan forma a una radiaci\u00f3n de mariposa, <\/strong>Ciencia<\/em><\/strong>, doi:10.1126\/science.aaw2090, 2019.<\/strong><\/p>\n

Katarina Zimmer es una periodista independiente que vive en Nueva York. Encu\u00e9ntrala en Twitter <\/em>@katarinazimmer<\/em>.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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