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El genoma de la abeja revela las claves biológicas de una sociedad compleja

Los genes tienen una plasticidad más similar a la de los humanos que a la de otros insectos

26/10/2006 - Autor: Javier Sampedro - Fuente: El País
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Una abeja de la miel, apis mellifera, cuidando su colmena. (NATURE)
Una abeja de la miel, apis mellifera, cuidando su colmena. (NATURE)

El primer estudio sobre la abeja tiene 7.000 años -una pintura rupestre en la cueva valenciana de La Araña- y el último se presenta hoy: su genoma, el texto que encierra la clave para construir una de las pocas sociedades complejas que han evolucionado en el planeta, y la única, fuera de los primates, que maneja un avanzado lenguaje simbólico. Su cerebro sólo tiene una neurona por cada 100.000 del nuestro, pero los genes que orquestan su funcionamiento poseen una flexibilidad similar, y ya han empezado a revelar pistas valiosas sobre la biología humana.

El genoma de Apis mellifera (tercero de un insecto tras la mosca y el mosquito) es el resultado de un esfuerzo conjunto de un centenar de laboratorios de dos continentes, coordinado y financiado en su mayor parte por uno de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos (el NHGRI). El departamento de Agricultura del mismo país también ha puesto dinero, debido a que la función polinizadora de la abeja es esencial para la nutrición humana y el medio ambiente. El trabajo se presenta hoy en Nature, Science y Genome Research.

Un solo genoma tiene que apañárselas para construir dos individuos tan diferentes como una reina, que puede durar dos años y poner hasta 2.000 huevos al día, y una obrera, que vive 10 veces menos sin dejar descendencia y despliega unas chocantes capacidades cognitivas: no sólo aprende a identificar las flores por el olor, el color y la forma, y a comunicar su posición mediante una danza de sutil gramática, sino que, con adecuada instrucción, llega a manejar conceptos abstractos como mismo y diferente.

Con ser brillantes, los talentos de cada obrera individual palidecen frente a los que exhibe el grupo. La colmena, por ejemplo, se comporta como un verdadero termostato de precisión gracias a que cada individuo se empieza a agobiar de calor a una temperatura diferente. La división del trabajo en la colonia -buscar comida, traerla, cuidar a las larvas, mantener la colmena- está muy estructurada, pero no de manera rígida: las obreras cambian de departamento según los requerimientos del momento, y sin necesidad de ningún control central.

Genes expandidos

Toda esta estructura social y plasticidad de comportamiento se fundamenta en el genoma recién descifrado, que siguió un curso evolutivo peculiar hace más de 100 millones de años. La abeja tiene unos 10.000 genes, algo menos que la mosca Drosophila (13.000) y la mitad que el ser humano. Pero la mayor parte de esas diferencias se debe a que ciertos genes se han expandido por duplicación en uno u otro linaje. Cuando se descartan del cómputo esas expansiones, quedan 2.404 genes originales que compartimos las abejas, las moscas y los seres humanos.

Los genes de la jalea real son un buen ejemplo del modo en que funciona la evolución. Mientras las abejas se transformaban de insectos solitarios en sociales, un único gen llamado yellow experimentaba una rápida sucesión de duplicaciones que dieron lugar a la fila de nueve genes que ahora fabrican el manjar de la reina. Y que, en cierto sentido, fabrican a la reina, puesto que es el consumo de esa jalea el que dispara su peculiar programa de desarrollo.

El mismo fenómeno ha expandido un receptor olfativo hasta generar 157 receptores ligeramente distintos, que explican el finísimo olfato de las abejas para el tipo de compuestos químicos que emiten las flores (y ciertos explosivos).

Una clave de la longevidad, tanto en moscas como en personas, es el gen FOXO. Las abejas tienen cuatro copias en vez de una, y ésa es la razón más probable de que la reina viva 10 veces más que las obreras. Y las abejas disponen de un sistema de regulación genética que se creía exclusivo de los vertebrados, y que otorga a su genoma, como al nuestro, la plasticidad necesaria para el aprendizaje y la adaptación al cambio.

El "big bang" de las plantas terrestres

La publicación del genoma de la abeja viene con guinda: el más antiguo ejemplar fósil encontrado hasta ahora, obtenido en una mina de ámbar de Myanmar (antigua Birmania), y correspondiente a las primeras fases del Cretácico, hace unos 100 millones de años. Su mayor interés es que demuestra que las abejas ya eran insectos polinizadores en esa temprana fecha: sus pelos tienen la típica estructura ramificada de las abejas actuales, que son una especialización para la recolección de polen.

La época del fósil casa con la de la gran expansión y diversificación de las dicotiledóneas -el big bang de las plantas terrestres- y, junto con los datos genómicos, que muestran que las abejas son los polinizadores más antiguos del planeta, indican que estos insectos tuvieron una responsabilidad directa en esa propagación sin precedentes en el mundo vegetal.

Un dato sutil apoya esa interpretación: los genes del olfato experimentaron una gran expansión en las primeras abejas, pero los del gusto sufrieron una reducción no menos notable. Esto es lo esperable en el negocio de la polinización: las abejas y las flores evolucionan juntas, y el gusto (un detector de tóxicos) se hace superfluo.

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