Las abejas de la miel invasoras explotan los recursos genéticos de sus predecesoras
Al igual que cualquier especie que aspira a gobernar el mundo, la abeja de miel, Apis mellifera, invade nuevos territorios en sus reiteradas agresiones. Un nuevo estudio demuestra que cuando estas abejas llegan a un lugar que ya ha sido invadido, las recién llegadas se beneficien de la dotación genética de sus predecesores.
Los resultados aparecen esta semana en Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.
Los investigadores de la Universidad de Illinois, Charles Whitfield, profesor de entomología y Amro Zayed, investigador postdoctoral, analizaron los cambios de marcadores específicos en los genes de las abejas en África, Europa, Asia y América. También se centraron en regiones geográficas - como Brasil en América del Sur - donde múltiples invasiones de abejas de la miel se han producido .
Los investigadores estaban buscando diminutas variaciones en las secuencias de los nucleótidos que componen todos sus genes. Algunas versiones de estos polimorfismos de nucleótido único (SNPs o "snips") son más comunes a las abejas africanas, mientras que otros se producen con mayor frecuencia en las abejas de Europa occidental, Europa oriental o Asia.
Al comparar estos SNPs en las abejas de diferentes territorios geográficos, y relacionandolo a la frecuencia con que especialmente los alelos, o las variantes de estos, se producen en partes funcionales y no funcionales del genoma de las abejas, los investigadores pudieron determinar que las invasoras adquirieron material genético de sus predecesoras por cruzamiento con ellos y no sólo al azar, ya que algunos genes de las abejas que se habían introducido anteriormente estaban dando a las recién llegadas ventaja evolutivas.
En un estudio anterior conducido por Whitfield y publicado en Science en 2006 mostró que A. mellifera se originó en África y no en Asia, como algunos habían dicho anteriormente.
Ese estudio reveló que la abeja de la miel ha ampliado su territorio en Eurasia por lo menos dos veces, lo que da como resultado que haya poblaciones de la misma especie en las regiones oriental y occidental de Europa que ahora ya son muy diferentes unas de otras.
El análisis anterior también confirmó y amplió los resultados de estudios anteriores que muestran que las abejas africanas se han mezclado con los desplazadas, y en gran medida con sus predecesoras en el Nuevo Mundo, que eran principalmente de Europa occidental. Cuando las europeas se mezclaron con las recién llegadas de África, su descendencia en la mayoría de los casos se comportó, al igual que las abejas africanas.
Estas más agresivas, y "africanizadas" abejas (las llamadas "abejas asesinas") recibieron mucha atención de los medios de comunicación en los EE.UU., ya que se trasladaron a la zona norte de América del Sur. De acuerdo con el Departamento de Agricultura de EE.UU. , la primera miel de abejas africanizadas apareció en Texas en 1990. En menos de una década también se han extendido hasta el sur de California, Arizona, Nevada y Nuevo Mexico.
Whitfield y Zayed quieren entender el mecanismo evolutivo que permitió a los abejas africanas avanzar en estos nuevos territorios y dominar a las abejas que habían llegado al Nuevo Mundo siglos antes de esta así como a las que llegarón del oeste de Europa.
Su análisis de cerca de 440 SNPs seleccionados al azar a lo largo del genoma de las abejas de la miel africanizadas mostró que la mayoría de los alelos eran comunes a las abejas africanas. Pero de los alelos comunes a las abejas europeas, aquellos que se encontraban en partes funcionales del genoma (en los genes) se aparecen con menos frecuencia que los que están en las regiones no funcionales (entre los genes).
"Hemos formulado la pregunta: ¿Es la hibridación un proceso al azar?" dijo Zayed. Cuando las abejas africanas se aparearon con las de Europa occidental y que habían estado en América del Sur desde hace siglos, se podría esperar que la descendencia híbrida recogiera al azar tanto las funcionales como las no funcionales partes del genoma, nos dijo.
"Pero en realidad lo que se encontró fue que hubo una preferencia por la recogida de partes funcionales del genoma de las de Europa occidental sobre las zonas no funcionales". Parece que las abejas africanizadas mantienen algunos de las zonas funcionales de los genes de las de Europa occidental porque les dan algunas ventajas, dijo Whitfield.
"Estas abejas africanas están haciendo lo mejor para ellas que es mezclarse con las de Europa occidental", dijo. "Ahora podemos decir que tenemos una firma de la evolución en el genoma".
Aunque los investigadores todavía no saben cómo los genes de estas abejas de la miel Europeas están mejorando la supervivencia y la aptitud de las abejas africanizadas en América, dijo Whitfield, podría ser que los rasgos específicos de Europa occidental sean beneficiosos, o puede que ser un híbrido sea de por sí, una cosa buena para estas abejas.
En otro hallazgo, los investigadores también descubrieron una firma de la evolución del genoma asociada a la antigua expansión de las abejas de África en las regiones templadas del oeste y del norte de Europa. En esta expansión, partes funcionales del genoma han cambiado más que partes no funcionales. Whitfield piensa que estos cambios pueden implicar adaptaciones social para sobrevivir en el duro invierno.
"La forma en que la miel de abejas sobreviven en las regiones templadas es similar a la de los seres humanos", dijo Whitfield. "Ellas necesitan un refugio. Donde almacenar sus alimentos " No lo necesitan tanto antes, pero si cuando tenían que sobrevivir en esos climas más fríos, las abejas africanas almacenaban una menor cantidad de alimentos y se reproducian más en su ambiente primigenio.
"Así que ¿Qué puede un animal que es básicamente tropical hacer? ¿Cómo ampliar su territorio y prosperar en las muy duras condiciones del invierno en las regiones templadas? "se pregunta Whitfield "Los seres humanos lo hicieron, y las Apis mellifera tambien con algunos más que interesantes paralelismos".
Whitfield también es una filial del Instituto de Biología Genómica.
Los resultados aparecen esta semana en Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.
Los investigadores de la Universidad de Illinois, Charles Whitfield, profesor de entomología y Amro Zayed, investigador postdoctoral, analizaron los cambios de marcadores específicos en los genes de las abejas en África, Europa, Asia y América. También se centraron en regiones geográficas - como Brasil en América del Sur - donde múltiples invasiones de abejas de la miel se han producido .
Los investigadores estaban buscando diminutas variaciones en las secuencias de los nucleótidos que componen todos sus genes. Algunas versiones de estos polimorfismos de nucleótido único (SNPs o "snips") son más comunes a las abejas africanas, mientras que otros se producen con mayor frecuencia en las abejas de Europa occidental, Europa oriental o Asia.
Al comparar estos SNPs en las abejas de diferentes territorios geográficos, y relacionandolo a la frecuencia con que especialmente los alelos, o las variantes de estos, se producen en partes funcionales y no funcionales del genoma de las abejas, los investigadores pudieron determinar que las invasoras adquirieron material genético de sus predecesoras por cruzamiento con ellos y no sólo al azar, ya que algunos genes de las abejas que se habían introducido anteriormente estaban dando a las recién llegadas ventaja evolutivas.
En un estudio anterior conducido por Whitfield y publicado en Science en 2006 mostró que A. mellifera se originó en África y no en Asia, como algunos habían dicho anteriormente.
Ese estudio reveló que la abeja de la miel ha ampliado su territorio en Eurasia por lo menos dos veces, lo que da como resultado que haya poblaciones de la misma especie en las regiones oriental y occidental de Europa que ahora ya son muy diferentes unas de otras.
El análisis anterior también confirmó y amplió los resultados de estudios anteriores que muestran que las abejas africanas se han mezclado con los desplazadas, y en gran medida con sus predecesoras en el Nuevo Mundo, que eran principalmente de Europa occidental. Cuando las europeas se mezclaron con las recién llegadas de África, su descendencia en la mayoría de los casos se comportó, al igual que las abejas africanas.
Estas más agresivas, y "africanizadas" abejas (las llamadas "abejas asesinas") recibieron mucha atención de los medios de comunicación en los EE.UU., ya que se trasladaron a la zona norte de América del Sur. De acuerdo con el Departamento de Agricultura de EE.UU. , la primera miel de abejas africanizadas apareció en Texas en 1990. En menos de una década también se han extendido hasta el sur de California, Arizona, Nevada y Nuevo Mexico.
Whitfield y Zayed quieren entender el mecanismo evolutivo que permitió a los abejas africanas avanzar en estos nuevos territorios y dominar a las abejas que habían llegado al Nuevo Mundo siglos antes de esta así como a las que llegarón del oeste de Europa.
Su análisis de cerca de 440 SNPs seleccionados al azar a lo largo del genoma de las abejas de la miel africanizadas mostró que la mayoría de los alelos eran comunes a las abejas africanas. Pero de los alelos comunes a las abejas europeas, aquellos que se encontraban en partes funcionales del genoma (en los genes) se aparecen con menos frecuencia que los que están en las regiones no funcionales (entre los genes).
"Hemos formulado la pregunta: ¿Es la hibridación un proceso al azar?" dijo Zayed. Cuando las abejas africanas se aparearon con las de Europa occidental y que habían estado en América del Sur desde hace siglos, se podría esperar que la descendencia híbrida recogiera al azar tanto las funcionales como las no funcionales partes del genoma, nos dijo.
"Pero en realidad lo que se encontró fue que hubo una preferencia por la recogida de partes funcionales del genoma de las de Europa occidental sobre las zonas no funcionales". Parece que las abejas africanizadas mantienen algunos de las zonas funcionales de los genes de las de Europa occidental porque les dan algunas ventajas, dijo Whitfield.
"Estas abejas africanas están haciendo lo mejor para ellas que es mezclarse con las de Europa occidental", dijo. "Ahora podemos decir que tenemos una firma de la evolución en el genoma".
Aunque los investigadores todavía no saben cómo los genes de estas abejas de la miel Europeas están mejorando la supervivencia y la aptitud de las abejas africanizadas en América, dijo Whitfield, podría ser que los rasgos específicos de Europa occidental sean beneficiosos, o puede que ser un híbrido sea de por sí, una cosa buena para estas abejas.
En otro hallazgo, los investigadores también descubrieron una firma de la evolución del genoma asociada a la antigua expansión de las abejas de África en las regiones templadas del oeste y del norte de Europa. En esta expansión, partes funcionales del genoma han cambiado más que partes no funcionales. Whitfield piensa que estos cambios pueden implicar adaptaciones social para sobrevivir en el duro invierno.
"La forma en que la miel de abejas sobreviven en las regiones templadas es similar a la de los seres humanos", dijo Whitfield. "Ellas necesitan un refugio. Donde almacenar sus alimentos " No lo necesitan tanto antes, pero si cuando tenían que sobrevivir en esos climas más fríos, las abejas africanas almacenaban una menor cantidad de alimentos y se reproducian más en su ambiente primigenio.
"Así que ¿Qué puede un animal que es básicamente tropical hacer? ¿Cómo ampliar su territorio y prosperar en las muy duras condiciones del invierno en las regiones templadas? "se pregunta Whitfield "Los seres humanos lo hicieron, y las Apis mellifera tambien con algunos más que interesantes paralelismos".
Whitfield también es una filial del Instituto de Biología Genómica.
Noticia original Diana Yates para UIUC
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