El gen ‘disco’ podría ayudar a las polillas a saber el tiempo
Las más de 160.000 especies de polillas del planeta son más conocidas por sus vuelos nocturnos y por ser polinizadores potentes. Ahora, algunas polillas están abriendo una ventana evolutiva que muestra cómo una especie puede divergir en especies separadas con diferentes rasgos. Las llamadas disco Un gen podría estar detrás de una marcada diferencia en los patrones de vuelo de dos polillas coloridas. Los hallazgos se describen en un Estudio publicado el 27 de agosto en la revista Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas y detalla cómo este gen puede ayudar a regular el vuelo diurno o nocturno.
Cuando las especies divergen
En la naturaleza, una especie puede divergir y convertirse en dos o más con el tiempo. Este proceso se denomina especiación ocurre cuando los individuos de una sola población quedan aislados geográficamente. Los pinzones de las Galápagos que Charles Darwin estudió se encuentran entre los ejemplos más famosos de especiación. 13 especies de pinzones se han separado de un único ancestro cuando sus poblaciones se extendieron por varias islas y evolucionaron por separado. Si las poblaciones de organismos permanecen separadas durante suficiente tiempo, con el tiempo se convertirán en… perder la capacidad de cruzarse
Para Algunas polillassu genética se ha visto afectada por el momento del día en que están más activos y no por la separación debido a una barrera física como un océano o una cadena montañosa. Nuevo estudioEl equipo se centró en dos especies de polil las estrechamente relacionadas que tienen áreas de distribución superpuestas en el sureste de los Estados Unidos.
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Polillas rosadas del arce están en el género SeriocampaTienen una melena espesa y esponjosa sobre la cabeza y el abdomen, con escamas de color rosa y amarillo. Las polillas rosadas macho y hembra solo vuelan durante la noche.
Polillas del gusano del roble de rayas rosadas Son un poco menos llamativos y miembros de la género AnisotaTienen tonos más terrosos de amarillo mostaza, marrón oscuro y gris. Las polillas hembras de gusano de roble de rayas rosadas están activas durante el anochecer y las primeras horas de la tarde, mientras que los machos prefieren volar durante el día.
“Estos dos [species] “Son muy similares”, dijo el coautor del estudio y entomólogo del Museo de Historia Natural de Florida, Yash Sondhi. dijo en un comunicado“Se han diferenciado a lo largo de este eje, que es cuando vuelan”.
Estudios anteriores encontraron que ambos Seriocampa y Anisota Se originó a partir de una especie hace aproximadamente 3,8 millones de años.Según los estándares de la evolución, esto es bastante reciente y todavía hay algunas diferencias y similitudes clave entre ellos. Un puñado de especies en el género Anisota Todas son activas durante el día, a diferencia de las polillas de roble de rayas rosadas modernas que prefieren volar al anochecer y de noche. Las polillas de arce rosadas nocturnas también son la única especie conocida del género. Seriocampa.
En un principio, Sondhi creía que ambos tipos de polillas serían una buena oportunidad para explorar cómo evoluciona la visión de los insectos y cuándo una especie cambia su patrón de actividad. Sin embargo, eso no estaba previsto.
“Me puse a buscar diferencias en la visión del color. En cambio, encontramos diferencias en sus genes del reloj, lo que en retrospectiva tiene sentido”, dijo Sondhi.
Genes que “dicen la hora”
Los genes del reloj son genes especializados que controlan el ritmo circadiano tanto en animales como en plantas. Los cambios en las proteínas que crean los genes del reloj hacen que las células estén activas o inactivas durante un período de aproximadamente 24 horas. También pueden afectar a más que solo ciclos de sueño y vigilia
“Es un sistema que se ha conservado en todo, desde las moscas de la fruta hasta los mamíferos y las plantas”, dijo Sondhi. “Todos tienen algún tipo de mecanismo para medir el tiempo”.
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Después de encontrar estos Diferencias en sus genes del relojSondhi comparó el transcriptomas de las dos especies de polillas. Los transcriptomas contienen solo un subconjunto de material genético y determinan Cuándo y dónde se activa o desactiva un gen en las células y tejidos de un organismo. En comparación, Los genomas contienen todo el ADN de un animal.Esto hace que los transcriptomas sean útiles para explorar las diferencias en los niveles de proteínas de un organismo a lo largo del día, ya que tienen información más específica sobre estas proteínas.
Sondhi encontró una serie de genes que se expresaban en cantidades diferentes en ambas especies de polillas. Las polillas nocturnas del arce rosado invirtieron más energía en su sentido del olfatomientras que la polilla del roble que vuela durante el día produjo más genes asociados con la visión.
El disco El gen y sus ‘dedos de zinc’
Un gen adicional se destacó durante este análisis:disco. Abreviatura de desconectado, disco se expresó en diferentes niveles durante las horas diurnas y nocturnas en ambas especies. Investigación en moscas de la fruta Encontré que disco Puede influir indirectamente en los ritmos circadianos a través de la producción de neuronas que envían enzimas del reloj desde el cerebro al cuerpo.
El disco Gen que se encontró en las muestras de polilla. Era aproximadamente el doble del tamaño de su contraparte, la mosca de la fruta. También tenía dedos de zinc adicionalesEstos son porciones activas de un gen que interactúan directamente con las proteínas, el ADN y el ARN. Sondhi creía que los cambios en la disco Los genes fueron al menos parcialmente responsables del cambio de la polilla rosada del arce al vuelo nocturno.
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Cuando comparó el disco gen de las polillas rosadas del arce con el disco Sondhi descubrió un gen en los gusanos del roble 23 mutaciones que separaron a los dosEstas mutaciones también se localizaron en partes activas del gen, por lo que potencialmente también podrían contribuir a algunas de las diferencias físicas visibles entre las polillas.
Estudios adicionales también podrían ayudar a los científicos a comprender las formas en que los genes cambian en la naturaleza y cómo funciona la especiación a nivel molecular.