COMO LAS SOLITARIAS CUCARACHAS DIERON ORIGEN A LAS TERMITAS SOCIALES
Los investigadores del estado de Carolina del Norte exploran cómo las cucarachas solitarias dieron origen a las termitas sociales, para ello compararon genomas de la cucaracha alemana y la termita de madera seca para encontrar pistas sobre la evolución de la sociabilidad.
Las termitas son "cucarachas sociales". Evolucionaron de cucarachas ancestrales solitarias hace unos 150 millones de años, al menos 50 millones de años antes de que las abejas, las hormigas y las avispas evolucionaran a sociedades intrincadas similares, independientemente de las termitas. Las termitas viven en sociedades complejas caracterizadas por la división del trabajo en castas y una estrecha coordinación de tareas entre los miembros de la colonia. Por ejemplo, la reina y el rey monopolizan toda la reproducción dentro de la colonia, mientras que los trabajadores y los soldados mantienen y defienden la colonia. Esta separación de responsabilidades dentro de la colonia requiere un claro reconocimiento de quién es quién y mecanismos para suprimir la reproducción de los trabajadores, cuando está presente una reina fértil, y estimular nuevas reinas para que se desarrollen cuando muera la reina residente. Al mismo tiempo, las termitas tienen un estilo de vida relativamente simple: comen leña y rara vez se aventuran a la intemperie. Estos cambios de la cucaracha ancestral solitaria deberían reflejarse en la organización de los genes de las termitas, su genoma.
La cucaracha alemana tiene un estilo de vida muy diferente al de las termitas. Es el omnívoro por excelencia, come todos tipo de alimentos, hurga en la basura e incluso se dedica a la coprofagia (comer heces comunales) para obtener microorganismos simbióticos y nutrientes de los miembros de su grupo. Esta cucaracha es una plaga interna de interior que tiene efectos adversos significativos en la salud humana. Las cucarachas producen alérgenos potentes que pueden desencadenar alergias y asma, especialmente en los niños que viven en hogares infestados de cucarachas. Prosperan en condiciones insalubres y, por lo tanto, no solo transmiten patógenos a las personas, sino que han desarrollado una amplia gama de mecanismos inmunes para evitar que se infecten ellos mismos. Finalmente, las cucarachas han desarrollado muchos mecanismos para resistir la amplia gama de productos químicos ofensivos que encuentran en su entorno, incluido un amplio arsenal de insecticidas que utilizamos en nuestros esfuerzos por erradicarlos.
Un artículo en Nature Ecology & Evolution informa la secuenciación, anotación y análisis de los genomas de la cucaracha alemana, Blattella germanica, y la termita de madera seca, Cryptotermes secundus, en el contexto de la evolución de la sociabilidad en termitas a partir de las cucarachas solitarias. El equipo, incluido el entomólogo de NC State Coby Schal y el investigador principal Ayako Wada-Katsumata, compararon estos genomas y los de otras 15 especies de insectos para analizar la evolución de las familias de genes a lo largo de la transición de cucarachas no sociales a termitas sociales. De particular interés en este documento son los genes quimiosensoriales, que se utilizan en la comunicación química: olor y sabor. El estilo de vida nocturno y omnívoro de las cucarachas requiere una inversión sustancial en los sentidos sensibles y perspicaces del olfato y el gusto, y el genoma de la cucaracha lo refleja. Cuatro familias de proteínas quimiosensoriales permiten a los insectos distinguir diversos alimentos, localizar y reconocer compañeros y sitios de agregación (feromonas) y evitar venenos y patógenos. La cucaracha alemana ahora tiene el récord mundial de la diversidad de su repertorio de genes quimiosensoriales, y este recurso será muy valioso para desarrollar mejores señuelos y cebos para el control de plagas. La termita mucho más especializada, pero evolutivamente relacionada, experimentó pérdidas considerables de los genes del olfato y del gusto, acorde con la química más especializada de su hábitat ecológico. Sin embargo, el genoma de la termita revela firmas de adaptaciones quimiosensoriales que persistieron a partir de las cucarachas y probablemente conformaron la evolución de la vida social en estas "cucarachas sociales".
Las expansiones de muchas otras familias de genes en el genoma de las cucarachas probablemente permitieron adaptaciones y una colonización exitosa de diversos hábitats. La secuencia del genoma, públicamente disponible, permitirá a los investigadores y la industria de control de plagas investigar las funciones de muchos genes y dirigirse a algunos con plaguicidas innovadores y específicos de las cucarachas. Entre estos, se encuentran los genes implicados en la descomposición y eliminación de insecticidas. Las expansiones en estos genes y su expresión permiten a B. germanica desarrollar resistencia a una amplia gama de insecticidas. Asimismo, la cucaracha puede resistir muchos tipos diferentes de patógenos porque alberga familias expandidas de genes utilizados en respuestas inmunitarias y defensa contra patógenos.
Esta investigación fue parte del proyecto i5k ubicado en el Centro de Secuenciación del Genoma Humano del Baylor College of Medicine en Houston, un esfuerzo del consorcio público internacional para secuenciar y analizar 5.000 artrópodos de alta prioridad con efectos beneficiosos y perjudiciales. El equipo de NC State lideró las primeras fases del proyecto y generó las cucarachas endogámicas secuenciadas, y científicos de 11 instituciones de investigación de 6 países participaron en este estudio.
Fuente: pctonline
