Un equipo internacional de científicos trabajando con Heliconius las mariposas en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales STRI en Panamá se enfrentaron con un misterio: ¿cómo las parejas de mariposas no relacionadas desde Perú hasta Costa Rica desarrollan casi los mismos patrones de color de ala una y otra vez? La respuesta, publicada en Biología actual , cambia para siempre la forma en que se entiende la evolución.
"Nuestro equipo es el primero en informar que aunque la evolución de patrones de color similares en Heliconius puede ser impulsado por fuerzas similares, como los depredadores que evitan un tipo particular de mariposa, el camino hacia ese resultado no es predecible ", dijo Carolina Concha, autora principal del artículo y becaria postdoctoral en STRI." Estorealmente nos sorprendió porque revela la importancia de la historia y el azar en la configuración de las rutas genéticas que conducen a la imitación del patrón de alas de mariposa ".
Heliconius 'los colores brillantes del ala señalan a los depredadores de aves que las mariposas son tóxicas. Los llamativos patrones masculinos de las alas indican a las hembras que están eligiendo la especie correcta para aparearse. De alguna manera, estas dos fuerzas, la depredación y el apareamiento, conducen a patrones similares en los gruposde mariposas aisladas en los valles montañosos y las estribaciones de los Andes. Al eliminar un solo gen llamado WntA en 12 especies diferentes y sus variantes, los biólogos moleculares del equipo pudieron determinar si las mariposas en un par con los mismos patrones de alas estaban usandolas mismas rutas genéticas para colorear y modelar sus alas. No lo fueron.
"Imagina que a dos equipos que reciben los mismos bloques de Lego se les pide que construyan el mismo dispositivo", dijo Arnaud Martin, coautor y jefe del Laboratorio Butterfly Evo-Devo en la Universidad George Washington. "Cada equipo realiza la tarea en unde manera diferente, pero al final, el resultado es el mismo. Las mariposas enfrentan desafíos mucho más serios: construyen estructuras hechas de escamas de alas que son esenciales para su supervivencia y capacidad de reproducción ".
Las preguntas sobre el mimetismo de las mariposas han intrigado a los biólogos durante décadas, pero la tecnología para eliminar selectivamente un solo gen en un organismo vivo no existió hasta hace unos cinco años. Ahora, con la edición del gen CRISPR / Cas 9, se está volviendo mucho más fáciljugar con el código genético. Cuando los investigadores eliminan un gen de diseño principal como WntA, cambia la estructura microscópica y el color de las escamas que componen el ala de la mariposa y, como resultado, el patrón cambia. El estudio plantea una serie de preguntas,como cómo interactúa WntA con otros genes para terminar con un área que es roja o negra. Ahora el equipo quiere saber cómo se controla el gen WntA.
"Aprendimos que si bien un gen de desarrollo WntA puede tener un papel amplio en la evolución de la mayoría de los patrones de color del ala de la mariposa, su uso preciso para colorear el ala de una mariposa no es completamente predecible", dijo Riccardo Papa, coautor yprofesor de la Universidad de Puerto Rico. "Distintas especies con patrones de color de ala idénticos, como las mariposas miméticas, pueden evolucionar usando diferentes estrategias moleculares. ¡Imagínese las mismas notas tocadas en diferentes instrumentos!"
"Algunas personas dicen que Panamá era una palabra indígena que significa abundancia de mariposas", dijo Owen McMillan, científico y jefe del laboratorio de genómica ecológica en STRI. "Los laboratorios Smithsonian en Gamboa son sin duda uno de los mejores lugares del mundopara comprender cómo evolucionan las mariposas, y esperamos que los investigadores inspirados se unan a nosotros aquí mientras continuamos haciendo preguntas sobre estas criaturas increíblemente hermosas ".
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Materiales proporcionado por Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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