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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

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Universidad de Castilla - La Mancha

Las reinas rojas hablan de sexo

Reinas rojas _ Quilo de Ciencia - Cienciaes.com

Estos estudios revelan la importancia de mantener juntos equipos de genes

Un día de la década de 1930, un barco proveniente de América del Sur atracó en el puerto de Mobile, Alabama, USA. Además de la tripulación, el buque transportaba polizones: una colonia de hormigas rojas de la especie Solenopsis invicta, las cuales, por supuesto, también se alegraron al tocar tierra firme. Desde ese día, esta especie de hormiga se ha convertido en una peste en el sur de los Estados Unidos. Otros viajes similares la han transportado a Australia, China, Tailandia, Taiwan y Las Filipinas. Muy agresiva, S. Invicta compite con éxito con otras especies de hormigas, y sus hormigueros son muy dañinos para algunas cosechas.

Sin embargo, de no ser por este desembarco hoy sabríamos menos de ciencia. El estudio de estos interesantísimos insectos se está revelando de lo más fructífero para comprender muchos misterios de la evolución, entre ellos, la evolución de la interacción social y la evolución de los cromosomas sexuales. Veamos por qué.

MONARQUÍA U OLIGARQUÍA

Curiosamente, la hormiga S. invicta adopta dos formas de colonias sociales: las primeras con solo una reina (llamadas monoginas), y las segundas con múltiples reinas (llamadas poliginas). Hace unos años se descubrió que este diferente comportamiento estaba asociado a la variación génica de un solo sitio, o locus, en uno de sus cromosomas. Este locus contenía un gen, llamado Gp-9, que produce un receptor olfativo. Al parecer, la calidad del olor que detectan las obreras les impide tolerar a más de una reina –matan a las otras–, en un caso, pero les permite tolerar a varias en el otro. Para estas hormigas, la monarquía o la oligarquía es solo cuestión de olfato aunque, en ambos casos, el verdadero poder lo ostentan las obreras.

Pero, como siempre en ciencia, suele haber detrás mucho más de lo que nos olemos. Otros estudios demostraron que la monoginia o poliginia de las colonias de S. invicta depende de la presencia o no en su genoma de dos copias idénticas del gen Gp-9 en sus parejas de cromosomas. Existen dos variantes de este gen, que se denominan B y b. Las hormigas que poseen dos cromosomas con la misma variante B (que llamaremos BB) forman colonias con una reina. Al contrario, las hormigas que poseen una variante B y otra b (que llamaremos Bb) forman colonias con varias reinas. Sin embargo, y esto es para quitar el aliento a la curiosidad, estas últimas colonias de hormigas solo aceptan múltiples reinas si son de su mismo tipo, es decir, del tipo Bb. Si por casualidad una reina del tipo BB pretendiera usurpar el poder de esa colonia no podría, ya que las obreras la detectarían por el olor y la matarían con sus terribles aguijones.

Pero. ¿qué sucede con las hormigas del tipo bb? Y bien, estas hormigas son inviables, es decir, mueren en algún momento de su desarrollo, por lo que no existen reinas bb ni obreras bb.

SEXO Y SOCIEDAD

Los investigadores eran, no obstante, reacios a conceder tanto poder a un solo gen. Estudios recientes, publicados en la revista Nature revelan, en efecto, que estas diferencias de comportamiento social, aunque se heredan como si residieran en un solo gen, de hecho residen en una amplia región cromosómica que contiene cientos de genes, y que, por mecanismos genéticos complejos que impiden la mezcla –la recombinación– de regiones de ADN similares entre los cromosomas de la misma pareja, se hereda como si se tratara de un gen único.

Estas características genéticas confieren a esta región cromosómica del genoma de la hormiga unas interesantes propiedades. En primer lugar, convierten a la región B en una región genética que promueve la cooperación entre las reinas que poseen solo una copia de esta variante, pero no las dos. Las obreras BB matan a todas las reinas BB menos a una, y las hormigas Bb matan también a las reinas BB, por lo que la cooperación entre reinas BB no es posible. Solo lo es entre reinas Bb.

En segundo lugar, es interesante comprobar que esta región cromosómica de S. invicta funciona de manera similar a los cromosomas sexuales. En general, las hembras de los animales poseen dos copias del cromosoma X (XX, similares a las colonias BB), pero los machos poseen un cromosoma X y otro Y (XY, similares a las colonias Bb). Las colonias bb no son viables, como tampoco lo son los individuos YY.

Esta similitud, junto con el diferente comportamiento y función reproductora de machos y de hembras, y el diferente comportamiento social y cooperativo de ambos tipos de colonias de hormigas, revela la importancia de los mecanismos genéticos por los que las especies pueden mantener juntos, en un mismo cromosoma o en una región de uno de ellos, a muchos genes que participan juntos en la generación del sexo, en nuestro caso, o de un diferente comportamiento social, en el caso de las hormigas, y tal vez participen también en otros fenómenos biológicos aún por determinar. En todo caso, resta todavía desvelar por qué es tan importante para S. invicta contar con este mecanismo genético de control del comportamiento social, como también es necesario desvelar cómo la diferenciación sexual inició sus pasos durante la evolución para proporcionarnos tantos regodeos y desazones como nos proporciona hoy el sexo.

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