Un reciente estudio llevado a cabo por científicos de la Universidad de Chicago ha desvelado los mecanismos genéticos detrás de un «supergen» que controla los patrones de las alas de una especie de mariposa cola de golondrina, conocida científicamente como Papilio alphenor. Este descubrimiento ofrece nuevas perspectivas sobre la evolución de los patrones de mimetismo en estos insectos, que utilizan su apariencia para evadir a los depredadores.
Las mariposas han desarrollado a lo largo de su evolución patrones en sus alas que imitan a otras especies, a menudo tóxicas, como estrategia de defensa. A pesar de que el desarrollo de estructuras complejas como las alas involucra múltiples genes, las variaciones en los colores y patrones suelen ser controladas por un solo lugar genético. El estudio, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, se centra en el supergen denominado doublesex, que juega un papel crucial en esta mimetización.
El papel del supergen doublesex
El supergen doublesex en las mariposas cola de golondrina se diferencia de otros supergenes, que normalmente comprenden múltiples genes. En este caso, está constituido por un solo gen. Las hembras de esta especie presentan patrones de alas alternativos, añadiendo manchas naranjas a sus alas en contraste con los machos, que mantienen un esquema más sencillo de parches blancos sobre un fondo negro.
Según el investigador principal, Nicholas VanKuren, la singularidad de este estudio radica en que no solo se identificaron las diferencias entre las variantes del gen, sino también cómo estas variaciones afectan su funcionamiento. Los investigadores utilizaron técnicas avanzadas de secuenciación genómica y herramientas experimentales como CRISPR para comprender la evolución y funciones del supergen doublesex.
Los experimentos revelaron que las diferencias en la expresión del gen no se debían a cambios significativos en la estructura proteica, sino a elementos cis-regulatorios adyacentes, que son fragmentos de ADN no codificante que alteran cómo se expresa el gen. Este nuevo alelo del doublesex adquirió seis nuevos elementos cis-regulatorios que cambiaron la forma en que el gen se activaba, generando así un nuevo patrón de alas miméticas. Este hallazgo sugiere que el gen tiene la capacidad de regularse a sí mismo, lo que plantea interrogantes sobre su historia evolutiva.
Además, se observó que este nuevo alelo podía influir en los patrones de color al regular otros genes que se conocen por su papel en el desarrollo del plan corporal y el patrón de alas en otras mariposas. VanKuren expresó su entusiasmo por estos resultados, ya que proporcionan un punto de partida para investigar la variabilidad genética y cómo esta se relaciona con la evolución de la biodiversidad.
Este descubrimiento no solo es relevante para el estudio de la Papilio alphenor, sino que se extiende a otras especies cercanas que presentan un mecanismo de mimetismo similar, controlado también por el mismo gen. Esto abre nuevas vías para la investigación sobre cómo los supergenes adquieren la capacidad de generar una amplia variedad de formas a partir del mismo genoma, un aspecto esencial para comprender la diversidad biológica.
La diversidad de las mariposas las convierte en un sistema fascinante para explorar estas cuestiones, dado que existen numerosas especies con patrones de color variables, tanto entre especies como dentro de una misma especie. Esta riqueza biológica ofrece una herramienta valiosa para investigar el origen de la variación genética y la evolución de la biodiversidad.
