Los científicos de la Universidad Queen Mary de Londres han descubierto que las mutaciones dañinas que se acumulan en el cromosoma social de la hormiga de fuego están causando su descomposición.
El cromosoma, descubierto por primera vez por investigadores de la Universidad en 2013, controla si la colonia de hormigas bravas tiene una reina o varias reinas. Tener estas dos formas diferentes de organización social significa que la especie puede adaptarse fácilmente a diferentes entornos y ha resultado enconvirtiéndose en una plaga altamente invasiva en todo el mundo, a la altura de su nombre latino Solenopsis invicta, que significa "el invencible".
Para el nuevo estudio, publicado en eLife , el equipo de investigación realizó análisis detallados de los niveles de actividad de todos los genes dentro del cromosoma social por primera vez para comprender cómo funciona y su evolución. Descubrieron que las mutaciones dañinas se acumulan en una versión de los cromosomas sociales, lo que provocaLos hallazgos también mostraron que la mayor parte de la evolución reciente de estos cromosomas se debe a los intentos de compensar estas mutaciones dañinas.
La selección natural es el principal mecanismo evolutivo que ayuda a optimizar los genes durante generaciones, pero normalmente no puede optimizar simultáneamente los genes para dos tipos diferentes de organización social dentro de una especie.
Para superar este conflicto evolutivo, los cromosomas sociales agrupan genes adaptados a cada tipo de forma social. Los resultados del nuevo estudio muestran que esta solución previene la eliminación de mutaciones dañinas del genoma y como resultado, estas mutaciones se acumulan con el tiempo.y comenzar a dominar el destino del sistema.
Los cromosomas sociales en las hormigas de fuego son un raro ejemplo de un vínculo directo entre los genes y el comportamiento social. Funcionan de manera similar a los cromosomas X e Y en los seres humanos, que determinan el sexo.
Este descubrimiento tiene implicaciones ecológicas y médicas más amplias porque las estructuras genómicas similares a los cromosomas sociales y sexuales no solo pueden ayudar a las especies a adaptarse a entornos cambiantes, sino que también sustentan enfermedades como el cáncer.
La Dra. Martínez-Ruiz, autora principal del estudio de la Universidad Queen Mary de Londres, dijo: "Nuestros resultados muestran que el beneficio inicial de la naturaleza al combinar genes en un cromosoma social tiene un costo. Un millón de años después, la mayoría de loslas diferencias que vemos entre los cromosomas sociales se deben a la acumulación de mutaciones negativas ".
"También vemos que el resto del genoma se adapta muy rápidamente en respuesta a mutaciones negativas", agregó el Dr. Wurm, lector de bioinformática en Queen Mary y autor principal del estudio. "Así es como funciona la evolución, agregando parchesa soluciones imperfectas, en lugar de encontrar la solución más eficiente ".
"A pesar de la degeneración de los cromosomas sociales, es poco probable que las hormigas de fuego los pierdan pronto. Esto requeriría otra reorganización cromosómica importante; estos eventos son raros y generalmente letales", continúa el Dr. Wurm. "Sin embargo, durante una larga evoluciónEn escalas de tiempo, todo es posible. La mayoría de las 20.000 especies de hormigas tienen solo colonias de una sola reina o solo colonias de múltiples reinas. Ahora estamos tratando de comprender si los cromosomas sociales son necesarios para los cambios en la organización social ".
El estudio se basa en investigaciones anteriores de los autores sobre la evolución de los cromosomas sociales. Anteriormente identificaron diferencias en los genes de la comunicación química que pueden ser responsables de la percepción de las reinas, demostraron que un cromosoma social ha duplicado su tamaño y que esteEl cromosoma carece de diversidad genética.
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Materiales proporcionado por Universidad Queen Mary de Londres . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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