La secuenciación de los genomas de abejorros favorece la preservación

Dos especies estudiadas, amenazadas de extinción, cumplen un papel fundamental en la polinización de vegetales tales como la castaña, el tomate, la berenjena y el jiló

Por José Tadeu Arantes

Agência FAPESP – Dos especies de abejas, especialmente importantes debido a su actividad polinizadora y que están desapareciendo a escala global, tiene ahora sus genomas secuenciados. Son ellas la Bombus impatiens (común en Estados Unidos) y la Bombus terrestres (común en Europa).

La secuenciación estuvo a cargo de un consorcio internacional coordinado por Ben Sadd, docente de la Illinois State University, de Estados Unidos, quien reunió a 144 científicos de 16 países (Alemania, Australia, Bélgica, Brasil, China, Dinamarca, España, Estados Unidos, Grecia, Inglaterra, Irlanda, Israel, Japón, Noruega, Nueva Zelandia y Suiza). Los datos y el análisis comparativo de los genomas salieron publicados recientemente en el artículo intitulado “The genomes of two key bumblebee species with primitive eusocial organization”, de la revista Genome Biology.

En Brasil existen especies nativas cercanas filogenéticamente, popularmente llamadas abejorros [mamangavas, en portugués]. Las especies emparentadas son: Bombus bellicosus, Bombus brasiliensis, Bombus morio y Bombus pauloensis.

“La actividad polinizadora de estas especies resulta importante no solamente para el sostenimiento de la biodiversidad de ecosistemas naturales, sino también para el mantenimiento de cultivos agrícolas tales como la castaña, el tomate, la berenjena, el jiló [Solanum gilo], el pimiento, la calabaza, el kiwi y muchos otros vegetales y frutas”, declaró a Agência FAPESP el biólogo Francis de Morais Franco Nunes, docente del Departamento de Genética y Evolución de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), en São Paulo, Brasil, y coordinador del proyecto a nivel nacional.

Aparte de Nunes, el equipo brasileño contó con la participación de Daniel Pinheiro, de la Universidade Estadual Paulista, Fernanda Humann, del Instituto Federal de São Paulo, y Tiago Falcón, Michelle Soares, Flávia Freitas, Carolina Santos, David Marco Antonio, Klaus Hartfelder, Márcia Bitondi y Zilá Simões, de la Universidad de São Paulo.

La actividad polinizadora de estas abejas mueve una economía del orden de los 170 mil millones de dólares anuales a nivel mundial. Por este motivo, aparte de la motivación ambiental, el argumento económico contribuyó fuertemente en la realización del estudio.

“La secuenciación abre el camino rumbo a la detección de mecanismos de respuesta a factores de riesgo (patógenos, insecticidas, etc.) y de elementos genéticos que puedan contribuir en la conservación y el mejoramiento”, dijo Nunes.

A ejemplo de otras especies de abejas, los abejorros del género Bombus son animales sociales. Y el hecho de que viven en un ambiente de cooperación y protección mutua explica en parte la evolución y la fijación de una cantidad menor de genes de inmunidad en comparación con el número de genes existentes en los genomas de insectos no sociales, como las moscas y los mosquitos.

“Ambos linajes estudiados se diferenciaron hace alrededor de 18 millones de años, lo que explica las notables semejanzas en la constitución de sus genomas y en sus contenidos génicos”, dijo Nunes.

“El genoma del abejorro Bombus terrestres tiene 249 megabases (Mb). Y el del Bombus impatiens, 248 Mb. A su vez, están muy cerca del genoma de la Apis mellifera, de 250 Mb, la especie de abeja mejor estudiada hasta el momento”, dijo. La megabase (Mb) es la unidad de medida de la cantidad de pares de bases presentes en el genoma. Corresponde a 1 millón de pares de bases.

Los genomas de las abejas de los géneros Bombus y Apis son idénticos en diversas categorías génicas, tales como la de los genes de desarrollo desde embrión hasta el individuo adulto, la de los genes de organización y de comportamiento social y la de los genes de detoxificación. Por otra parte, algunos genes, tales como aquéllos relacionados con las funciones musculares, se mostraron específicos del género Bombus.

“Esto está relacionado con el comportamiento polinizador bastante peculiar de las especies del género Bombus. Cuando llegan a las flores, estos abejorros son capaces de hacer vibrar el tórax con vigor, liberando así los granos de polen almacenados en las antenas. Este comportamiento vibratorio no se detecta en las Apis mellifera”, explicó el investigador.

Distintas recetas

Otro grupo de genes muy frecuente en las especies del género Bombus es el de los que se relacionan con la percepción gustativa, lo que podría estar asociado con sus hábitos de construcción de nidos, que comprenden la utilización de distintos materiales.

“Si bien los principales genes de percepción olfativa se encuentran presentes en los abejorros Bombus, el estudio indicó una mayor sensibilidad al gusto que al olor. Es lo contrario de lo que ocurre con la especie Apis mellifera, cuyos genes ligados al olfato son más abundantes que los del gusto. La investigación genómica corroboró las observaciones de las diferencias ecológicas y conductuales de ambos géneros”, subrayó Nunes.

En el consorcio internacional, los científicos brasileños enfocaron sus análisis especialmente en los genes que regulan las vías de desarrollo relacionadas con el cambio, la metamorfosis y la dinámica del exoesqueleto.

“Observamos que este repertorio de genes guarda semejanzas sorprendentes en distintos tipos de abejas, que van de las solitarias a las sociales. Las diferencias observadas en sus morfologías, fisiologías y estilos de vida no se explican de acuerdo con el contenido génico, sino por la dinámica reguladora y funcional de esos genomas”, dijo Nunes.

“Los ingredientes [genes] son los mismos, pero las recetas [la regulación de la actividad de los genes en respuesta a factores genético-ambientales] son distintas”, dijo.