Las más de 160.000 especies de polillas del planeta son mejor conocidas por sus vuelos nocturnos y su papel como poderosos polinizadores. Hoy en día, algunas mariposas proporcionan una ventana evolutiva a cómo una especie puede divergir en especies distintas con características diferentes. disco El gen podría ser responsable de una marcada diferencia en los patrones de vuelo de dos coloridas mariposas. Los resultados 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 especies con el tiempo. Este proceso llamado especiación Ocurre cuando los individuos de una misma población quedan geográficamente aislados. Los pinzones de Galápagos que Charles Darwin estudió se encuentran entre los ejemplos más famosos de especiación. 13 especies de pinzones divergieron de un solo ancestro cuando sus poblaciones se extendieron por varias islas y evolucionaron por separado. Si las poblaciones de organismos permanecen separadas el tiempo suficiente, eventualmente perder la capacidad de cruzar caminos.
Para unos cuantos mesessu genética se vio afectada por la hora del día en que son 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 polillas estrechamente relacionadas con áreas de distribución superpuestas en el sureste de Estados Unidos.
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Mariposas de arce rosa están en el género Campo secoLucen una melena espesa y esponjosa sobre la cabeza y el abdomen, con escamas rosadas y amarillas de color caramelo. Tanto las mariposas rosadas masculinas como las femeninas solo vuelan de noche.
Mariposas de roble con rayas rosas son un poco menos llamativos y los miembros de la género Anisota. Tienen tonos más terrosos de amarillo mostaza, marrón oscuro y gris. Las hembras de la polilla de rayas rosadas están activas al anochecer y al anochecer, mientras que los machos prefieren volar durante el día.
“Estos dos [species] son muy similares”, dijo Yash Sondhi, coautor del estudio y entomólogo del Museo de Historia Natural de Florida. dijo en un comunicado“Se diferenciaron según este eje, que corresponde a su vuelo. »
Estudios anteriores han demostrado que tanto Campo seco Y Anisota Se originó como especie hace unos 3,8 millones de años.. Según los estándares evolutivos, este género es bastante reciente y todavía existen diferencias y similitudes clave entre ellos. Un puñado de especies del género. Anisota Todos están activos durante el día, a diferencia de las hembras modernas de la mariposa de rayas rosadas que prefieren volar al anochecer y de noche. Las mariposas de arce rosadas son también la única especie conocida del género. Campo seco.
Originalmente, Sondhi pensó que los dos tipos de polillas brindarían una buena oportunidad para estudiar la evolución de la visión de los insectos y los cambios en los patrones de actividad de una especie. Pero eso no estaba en los planes.
“Busqué diferencias en la visión del color. En cambio, encontramos diferencias en sus genes reloj, lo que en retrospectiva parece lógico”, dijo Sondhi.
Genes que “dicen la hora”
Los genes del reloj son genes especializados que controlan el ritmo circadiano en animales y plantas. Los cambios en las proteínas que crean los genes reloj hacen que las células estén activas o inactivas durante un período de aproximadamente 24 horas. También pueden afectar más que solo ciclos de sueño y vigiliaLos genes del reloj pueden afectar la función de un organismo. crecimiento celular, presión arterial, temperatura corporalY metabolismo y se encuentran en una amplia variedad de organismos.
«Es un sistema que se ha conservado en muchas especies, desde moscas de la fruta hasta mamíferos y plantas», dijo Sondhi. “Todos tienen un mecanismo de cronometraje. »
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Después de encontrar estos diferencias en sus genes relojSondhi comparó el transcriptoma de las dos especies de mariposas. Los transcriptomas contienen sólo un único 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, porque contienen información más específica sobre esas proteínas.
Sondhi descubrió varios genes expresados en diferentes cantidades en las dos especies de mariposas. Polillas de arce rosadas invirtieron más energía en su sentido del olfatomientras que la polilla del roble que vuela diurna produce más genes asociados con la visión.
EL disco El gen y sus “dedos de zinc”
Durante este análisis se destacó un gen adicional:disco. Abreviatura de desconectado, disco se expresó en diferentes niveles durante el día y la noche en ambas especies. Investigación sobre la mosca de la fruta encontró que disco Puede influir indirectamente en los ritmos circadianos mediante la producción de neuronas que envían enzimas de reloj desde el cerebro al cuerpo.
EL disco gen que se encontró en muestras de polillas era aproximadamente el doble de grande que su contraparte en la mosca de la fruta. ella también tenía dedos de zinc adicionales. Estos son partes activas de un gen que interactúan directamente con proteínas, ADN y ARN. Sondhi creía que los cambios en disco Los genes fueron, al menos parcialmente, responsables del cambio de la mariposa del arce rosa al vuelo nocturno.
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Cuando comparó el disco gen de las mariposas de arce rosadas con el disco gen en gusanos del roble, descubierto por Sondhi 23 mutaciones que separaron a los dosEstas mutaciones también se localizaron en partes activas del gen, por lo que podrían contribuir a algunas de las diferencias físicas visibles entre las mariposas.
Otros estudios también podrían ayudar a los científicos a comprender cómo cambian los genes en la naturaleza y cómo funciona la especiación a nivel molecular.
