{"id":12994,"date":"2020-03-03T17:17:41","date_gmt":"2020-03-03T16:17:41","guid":{"rendered":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/?p=12994"},"modified":"2020-03-04T12:15:15","modified_gmt":"2020-03-04T11:15:15","slug":"estudiando-la-evolucion-de-la-unisexualidad-en-escarabajos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/es\/estudiando-la-evolucion-de-la-unisexualidad-en-escarabajos\/","title":{"rendered":"Estudiando la evoluci\u00f3n de la unisexualidad en escarabajos"},"content":{"rendered":"

Jes\u00fas G\u00f3mez-Zurita Frau,<\/strong> investigador en el Instituto de Biolog\u00eda Evolutiva (IBE: CSIC-UPF)<\/a>, ha publicado recientemente un estudio<\/a> sobre el posible papel de la bacteria endosimbionte\u00a0Wolbachia<\/em>\u00a0en la evoluci\u00f3n de la unisexualidad en escarabajos del g\u00e9nero\u00a0<\/strong>Calligrapha<\/strong>. <\/em>En esta entrevista nos habla sobre la curiosa relaci\u00f3n entre estos dos organismos.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Jes\u00fas
Jes\u00fas G\u00f3mez-Zurita Frau, investigador en el\u00a0Instituto de Biolog\u00eda Evolutiva (IBE: CSIC-UPF).<\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>\n

H\u00e1blanos sobre los escarabajos que estudias…<\/strong><\/p>\n

Se trata del g\u00e9nero americano de escarabajo Calligrapha.<\/em>\u00a0Este incluye varias especies, un buen n\u00famero de las cuales son unisexuales.<\/p>\n

 <\/p>\n

\u00bfQuieres decir que se reproducen sin machos?<\/strong><\/p>\n

Exacto, de hecho, son especies constituidas \u00fanicamente por hembras que, mediante un proceso que se conoce como partenog\u00e9nesis<\/strong>, ponen huevos de los que solo se desarrollan hijas.<\/p>\n

 <\/p>\n

\u00bfY c\u00f3mo se explica esto, evolutivamente?<\/strong><\/p>\n

Esta es justamente la pregunta que llevo a\u00f1os intentando responder. La investigaci\u00f3n que hemos hecho hasta ahora nos ha permitido demostrar que cada una de estas especies unisexuales es el producto evolutivo de la hibridaci\u00f3n entre dos,<\/strong>\u00a0o en alg\u00fan caso hasta tres,\u00a0especies diferentes<\/strong>.<\/p>\n

La hibridaci\u00f3n interespec\u00edfica normalmente produce descendencia inf\u00e9rtil debido a desequilibrios gen\u00f3micos. Pero si coincide con otro mecanismo que compense estos desequilibrios, como por ejemplo una duplicaci\u00f3n gen\u00f3mica, se puede abrir la puerta a alternativas reproductoras como pensamos que ha sucedido en algunas especies de Calligrapha<\/em> unisexuales, que son tetraploides (con el doble de ADN que las dem\u00e1s).<\/p>\n

 <\/p>\n

As\u00ed que la hibridaci\u00f3n entre dos especies ligada a una duplicaci\u00f3n del genoma podr\u00eda explicar la aparici\u00f3n de estas especies unisexuales…\u00a0<\/strong><\/p>\n

No del todo. Aunque la hibridaci\u00f3n interespec\u00edfica es una condici\u00f3n necesaria para el origen de la unisexualidad en la mayor parte de animales que se han estudiado, por s\u00ed sola no explica esta transici\u00f3n evolutiva en el mecanismo reproductor de estas especies.<\/p>\n

Adem\u00e1s, en el caso de Calligrapha<\/em>, hay que tener en cuenta otro resultado que conocemos desde hace tiempo: a pesar de sus or\u00edgenes independientes, todas las especies unisexuales comparten un ancestro com\u00fan por su ADN mitocondrial<\/strong>. En otras palabras, la historia de los genes nucleares en las especies unisexuales muestra claramente sus or\u00edgenes dispares, mientras que la de los genes mitocondriales sugiere que tienen un origen com\u00fan – o bien que hay alg\u00fan proceso selectivo que uniformiza este genoma al margen de la historia evolutiva de las especies<\/a>.<\/p>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

\u00bfOr\u00edgenes dispares de los genes nucleares, pero un \u00fanico origen de los genes mitocondriales? \u00a1Qu\u00e9 complicado!<\/strong><\/p>\n

Esta paradoja fue justamente la que nos hizo hipotetizar que deb\u00eda haber alg\u00fan factor m\u00e1s all\u00e1 de la hibridaci\u00f3n interespec\u00edfica que explicara la unisexualidad en\u00a0Calligrapha<\/em> y este factor deb\u00eda tener tambi\u00e9n una influencia sobre la historia evolutiva del ADN mitocondrial de estas especies.<\/p>\n

Con estos elementos, el sospechoso n\u00famero 1 s\u00f3lo pod\u00eda ser Wolbachia<\/em>, una bacteria endosimbionte de insectos y nematodos, conocida por producir estos efectos en un buen n\u00famero de organismos.<\/p>\n

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\u00bfPor qu\u00e9 era Wolbachia la sospechosa?\u00a0<\/strong><\/p>\n

Lo primero que es importante tener en cuenta sobre la interacci\u00f3n entre la bacteria y su hu\u00e9sped es que s\u00f3lo los escarabajos hembras son capaces de transmitir la infecci\u00f3n a su descendencia<\/strong>. Las bacterias viven en el citoplasma de las c\u00e9lulas, dentro las mitocondrias, donde coexisten con el genoma mitocondrial. Esto explica por qu\u00e9 existe un v\u00ednculo tan marcado entre la transmisi\u00f3n de Wolbachia<\/em> y la del ADN mitocondrial, ya que este \u00faltimo tambi\u00e9n tiene herencia exclusivamente materna – las mitocondrias de los espermatozoides se concentran en la base del flagelo, una parte que queda fuera del cigoto en la fecundaci\u00f3n.<\/p>\n

Como Wolbachia<\/em><\/strong> depende exclusivamente de las hembras para su transmisi\u00f3n, ha seleccionado una serie de estrategias con el fin de aumentar la eficacia de esta transmisi\u00f3n<\/strong>, en general a costa de los machos, que desde su perspectiva son un estorbo.<\/p>\n

 <\/p>\n

\u00bfNos puedes contar alguna?<\/strong><\/p>\n

Se conocen hasta cuatro formas, a cu\u00e1l m\u00e1s maquiav\u00e9lica, en que Wolbachia<\/em> influye sobre la reproducci\u00f3n de sus hu\u00e9spedes, y generalmente se basan en la eliminaci\u00f3n a las bravas de este obst\u00e1culo, es decir, de los machos.<\/p>\n

    \n
  1. Una de ellas es el proceso conocido como incompatibilidad citoplasm\u00e1tica<\/strong> y que determina que los machos infectados por Wolbachia<\/em> son capaces de esterilizar a las hembras no infectadas con las que se emparejan, proporcionando una ventaja num\u00e9rica a la descendencia de las hembras que s\u00ed llevan la bacteria.<\/li>\n
  2. Otro mecanismo que emplean las bacterias es influir sobre el desarrollo de los embriones<\/strong> destinados a ser machos feminiz\u00e1ndolos<\/strong>, y por tanto convirti\u00e9ndolos en veh\u00edculos apropiados para su transmisi\u00f3n.<\/li>\n
  3. Un tercer mecanismo consiste directamente en asesinar a los embriones masculinos<\/strong> de una puesta para eliminar el problema de ra\u00edz.<\/li>\n
  4. Y por \u00faltimo, la bacteria puede inducir los procesos necesarios para el desarrollo de huevos sin fecundar<\/strong>, huevos que dar\u00e1n lugar a hembras que podr\u00e1n continuar reproduci\u00e9ndose de esta manera mientras lleven el endosimbionte; en otras palabras, pueden inducir la partenog\u00e9nesis.<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

     <\/p>\n

    \u00a1Qu\u00e9 ego\u00edsta esta Wolbachia!<\/strong><\/p>\n

    Bueno, la unisexualidad del hu\u00e9sped es el fin \u00faltimo orquestada por la bacteria, que manipula su reproducci\u00f3n en su propio beneficio, y esto puede sonar en efecto francamente ego\u00edsta. Pero hay datos que demuestran que la bacteria tambi\u00e9n puede contribuir positivamente sobre su hu\u00e9sped, como por ejemplo protegi\u00e9ndolo contra otras infecciones, particularmente v\u00edricas, ayudando al desarrollo embrionario o proporcionando alg\u00fan nutriente a las c\u00e9lulas.<\/p>\n

     <\/p>\n

    \u00abLa bacteria Wolbachia utiliza diversas estrategias para manipular la reproducci\u00f3n de los escarabajos en su propio beneficio\u00bb<\/p><\/blockquote>\n

     <\/p>\n

    \u00bfY cu\u00e1les han sido los principales resultados de este \u00faltimo estudio? \u00bfEs Wolbachia<\/em> la causante de la unisexualidad de estos escarabajos?<\/strong><\/p>\n

    En nuestro estudio hemos encontrado dos resultados importantes sobre la interacci\u00f3n de estos organismos:<\/p>\n

      \n
    1. Las infecciones por Wolbachia<\/em> son muy frecuentes en Calligrapha<\/em>, con casi un 85% de los ejemplares estudiados siendo positivos para la presencia de esta bacteria, independientemente de que sean de especies bisexuales o unisexuales.<\/li>\n
    2. Hemos identificado tres cepas bien diferenciadas de la bacteria (wCallA<\/em>, wCallB<\/em> y wCallC<\/em>) y hemos observado que predominan de forma muy marcada las dobles infecciones, es decir, cuando un individuo de Calligrapha<\/em> es portador de\u00a0Wolbachia<\/em>, normalmente lo es de dos de las cepas, siendo una de ellas siempre wCallA<\/em>. Las otras dos cepas no coexisten en ning\u00fan individuo y de hecho se mantienen separadas geogr\u00e1ficamente.<\/li>\n<\/ol>\n

      Pero dada la ubicuidad de los endosimbiontes en cualquier especie de Calligrapha<\/em>, independientemente de su modo reproductivo, no tenemos ninguna evidencia que relacione la infecci\u00f3n por Wolbachia<\/em> con la unisexualidad en\u00a0Calligrapha.<\/em><\/p>\n

      Hay que decir, sin embargo, que aunque Wolbachia<\/em> es ‘la vedette’ de los microorganismos manipuladores de la reproducci\u00f3n, no es el \u00fanico, y tal vez otro tenga las respuestas sobre la unisexualidad de\u00a0Calligrapha<\/em>. Mientras tanto, \u00a1toca seguir investigando!<\/p>\n

       <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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