Un consorcio brasileño realiza la secuenciación genética completa de una abeja sin aguijón nativa

Se trata de la especie Frieseomelitta varia, una variedad dócil y de interés económico como polinizadora, cuyas obreras son estériles y que posee secuencias de genes existentes en otras abejas sociales, lo cual demuestra la conservación de ciertas características ancestrales

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Un consorcio científico integrado por seis universidades brasileñas y financiado por el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y por la FAPESP secuenció el genoma de la abeja sin aguijón Frieseomelitta varia, una especie autóctona de Brasil a la cual se la conoce popularmente en el país con el nombre de marmelada, que quiere decir dulce de membrillo. Este resultado expande la comprensión referente a la evolución de estas abejas y abre el camino hacia el mejoramiento de especies con potencial de utilización comercial.

Estos resultados se publicaron en la revista BMC Genomics. Participaron en este trabajo investigadores de las universidades de São Paulo (USP), Estadual Paulista (Unesp), Federal de São Carlos (UFSCar), Federal de Alfenas (UFAL), Federal de Vale do Jequitinhonha y Mucuri (UFVJM) y Tecnológica Federal de Paraná (UTFPR).

“Seleccionamos una especie para concretar este proyecto piloto con el fin de poner a prueba nuestra capacidad de secuenciar un genoma entero. Esta es una especie paradigmática, toda vez que sus obreras son completamente estériles. Esta es una característica que la vuelve diferente a la gran mayoría de las abejas del grupo Meliponini, de las abejas sin aguijón”, dice Klaus Hartmann Hartfelder, docente de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP) de la USP y uno de los autores del trabajo.

Este estudio forma parte de un proyecto que contó con el apoyo de la FAPESP y que estuvo coordinado por Zilá Luz Paulino Simões, docente de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) de la USP y coautora del artículo. La secuenciación se concretó en el Laboratorio Central de Tecnologías de Alto Rendimiento en Ciencias de la Vida (LaCTAD) de la Universidad de Campinas (Unicamp), también con el apoyo de la FAPESP.

Y dicho procedimiento reveló una gran cantidad de secuencias repetidas de los llamados ARN largos no codificantes, que poseen una función reguladora. En humanos, por ejemplo, esos ARN están relacionados con procesos de regulación del desarrollo, incluso del sistema nervioso central. En la especie F. varia, los científicos consideran que esas secuencias pueden estar vinculadas con el proceso de desarrollo de los ovarios de las abejas, que hace que las obreras sean completamente estériles, mientras que la reina es altamente fértil.

“Al igual que con la gran mayoría de los insectos sociales, los huevos son iguales: de ellos pueden salir obreras como reinas. No obstante, durante el desarrollo de las larvas se concreta una divergencia en algunas de las vías moleculares de señalización, que hace que estas abejas se diferencien en dos tipos de ejemplares: la reina fértil y muchas obreras infértiles. En las abejas europeas (Apis mellifera) eso ocurre debido a la alimentación distinta que recibe la reina durante la fase larvaria, pero entre las abejas sin aguijón parece ser más bien un tema de cantidad de alimento”, dice Hartfelder.

Una ventaja evolutiva

El grupo encontró también un alto grado de conservación (sintenía) de un bloque de genes descrito en la especie Apis mellifera y relacionado con la conducta de almacenamiento de polen dentro de la colonia. Se trata de una característica de las especies altamente sociales, en tanto que otras recolectan únicamente el polen suficiente como para alimentar a las larvas.

“Lo que nos sorprendió es que la especie A. mellifera y las abejas sin aguijón divergieron en linajes distintos hace más de 70 millones de años. Es mucho tiempo y, así y todo, esa característica se ha mantenido en el transcurso de la evolución. Debemos verificar si sucede esto con otras abejas para saber si ocurrió por mera casualidad o si redundó en una ventaja evolutiva”, explica el investigador.

Otro hallazgo interesante fue la diferencia de otras abejas en la organización del orden de los genes del genoma mitocondrial, que también se secuenció durante este trabajo. La alteración del orden génico en la central de energía de las células puede tener implicaciones evolutivas que deben estudiarse con mayor profundidad en el futuro.

La polinización en cultivos alimentarios

El nombre popular de la especie hace referencia en portugués al color de sus nidos, que poseen un revestimiento externo marrón a causa la aplicación de resina que las abejas recolectan en las plantas. Este material posee propiedades repelentes, lo que aleja a las hormigas y a otros potenciales invasores del lugar de entrada.

Es una especie que produce poca miel, pero debido a su docilidad y a su amplia distribución, fundamentalmente en la región sudeste de Brasil, cuenta con potencial para servir como polinizadora en cultivos de alimentarios de alto valor agregado en invernaderos. Las abejas europeas no se adaptan bien a esos ambientes cerrados, pero las abejas sin aguijón cuentan con un gran potencial como polinizadoras de estos cultivos.

Los descubrimientos del genoma de F. varia sirven a su vez como guía en la búsqueda de características deseadas en otras especies de interés comercial como la abeja angelita o yateí (Tetragonisca angustula).

En el trabajo actual, el grupo se valió de la experiencia adquirida en las secuenciaciones de genomas de abejas realizadas por consorcios internacionales. En 2006, los científicos integraron el grupo que secuenció el genoma de la especie Apis mellifera, la abeja europea más utilizada en la producción de miel. Los resultados salieron publicados en Nature.

En 2015, el grupo participó en un trabajo publicado en Science, en el cual se secuenciaron 10 genomas de abejas, entre ellos el de la especie Melipona quadrifasciata, el primer genoma secuenciado de una especie brasileña de abejas sin aguijón. Ese mismo año, también fue de la partida en la publicación del genoma de los abejorros, insectos del mismo linaje que las abejas del género Apis y de las abejas sin aguijón.

El próximo paso de la investigación consistirá en estudiar mejor algunas regiones que llamaron la atención del genoma de F. varia. Asimismo, merced al conocimiento adquirido durante el trabajo, el grupo ha seleccionado otras cinco especies cuyos genomas secuenciarán.

Puede leerse el artículo intitulado The nuclear and mitochondrial genomes of Frieseomelitta varia – a highly eusocial stingless bee (Meliponini) with a permanently sterile worker caste en el siguiente enlace: bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-020-06784-8.