Un equipo de científicos de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA realizó una investigación que abre el camino para identificar los genes implicados en el desarrollo de los genitales masculinos de especies de insectos en apariencia muy similares. Esto contribuirá a lograr una metodología rápida para distinguir especies que son plagas o vectores de enfermedades.

(3/8/07 – Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por Bruno Geller) – Los procesos que gobiernan la evolución de los genitales de los animales son un misterio para los científicos. Para dar con algunas respuestas, un equipo del Departamento de Ecología, Genética y Evolución de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEyN) de la UBA estudió dos especies autóctonas de moscas de la fruta del género Drosophila que se encuentran distribuidas en extensas zonas áridas de nuestro país.

Los investigadores descubrieron que la morfología, tamaño y forma de los genitales de estas moscas no sólo dependen de la influencia de los genes, sino también de los efectos del ambiente. Este hallazgo, publicado en la prestigiosa revista científica BMC Evolutionary Biology, contradice la teoría que sostiene que las características morfológicas de los genitales están determinadas únicamente por los genes.

Drosophila, un modelo de investigación

Según los investigadores, las ventajas de trabajar con Drosophila son varias: son fáciles de criar y mantener en el laboratorio, su pequeño tamaño permite mantener grandes poblaciones en espacios relativamente reducidos y, además, poseen un tiempo generacional que se mide sólo en días.

“Las especies que estudiamos completan su ciclo de vida en apenas 12 días. Esto permite observar cambios generacionales en lapsos de tiempo cortos y, por lo tanto, es posible estudiar su evolución”, explica el licenciado Ignacio Soto, becario doctoral del CONICET, que integró el equipo de investigación compuesto también por los doctores Esteban Hasson, Juan Fanara y la licenciada Valeria Carreira.

Según Soto, estas moscas son un modelo muy elegido para investigar en genética evolutiva, ya que los hallazgos pueden ser extrapolados a otros animales, incluso al hombre.

“Un porcentaje importante de los genes del género Drosophila tienen identidad con genes humanos y, además, gran parte de la batería genómica que interviene en su desarrollo tiene su contraparte en los núcleos de nuestras células, incluso genes que en nuestra especie están asociados a enfermedades de origen genético”, afirma Hasson.

Genes y ambiente

Algunos expertos en evolución de los genitales defienden la teoría de la cerradura/llave, que sugiere una correspondencia casi perfecta y genéticamente determinada entre los órganos genitales masculinos y femeninos, y predice bajos niveles de variación entre individuos de una misma especie.

“Una teoría alternativa que pretende explicar la evolución de los genitales masculinos es la de la selección sexual, que propone que la variación morfológica en los genitales podría estar relacionada con el éxito diferencial de los machos durante la cópula. Esto puede deberse tanto debido a que los machos con ciertas características se aparean más veces, o a que las hembras los eligen más como ‘padres de sus hijos’. En otras palabras, los portadores tienen más posibilidad de trasmitir esas variantes con sus genes a la descendencia”, explica Hasson.

Sin embargo, centrándose en el estudio de dos especies de Drosophila, D. buzzatti y D. koepferae, los científicos argentinos demostraron que, precisamente, una parte de la variación en la morfología genital es inducida por el ambiente, además del determinismo genético.

“En nuestro caso, lo analizamos criando larvas genéticamente similares en cactus, que son parte de la dieta de cada una de las dos especies en la naturaleza. También determinamos qué proporción de la variación en la morfología está escrita en los genes. Pero, además, que el ambiente influye sobre la morfología, en general, y en particular de los genitales. Estos resultados sirvieron para descartar la teoría de la cerradura/llave que predice una mínima variación en la morfología genital”, subraya Soto.

Además de los genes, los investigadores observaron variaciones en la temperatura y la alimentación que, entre otros factores, pueden influir sobre la forma y el tamaño de los genitales masculinos de las moscas. “Por ejemplo, sabemos que las moscas que crecen en medios más nutritivos (por ejemplo preparados con diferentes tipos de cactus) tienen importantes diferencias de tamaño. Del mismo modo, el medio de cría influye produciendo pequeñas y consistentes variaciones en el tamaño y la forma de los genitales entre individuos criados en distintas plantas hospedadoras”, afirma Hasson.

Las moscas Drosophila que estudiaron los científicos pertenecen a un grupo de especies que viven en zonas áridas a lo largo de toda Sudamérica. Sus larvas se crían en los tejidos en descomposición de muchas especies de cactáceas como tunas y cardones, entre otras.

“Lo interesante es que, a pesar de ser especies distintas, son indistinguibles en su aspecto externo. En muchos casos sólo pueden ser identificadas mediante el análisis de los genitales de los machos, observando en el microscopio una estructura llamada aedeago, que es el órgano que el macho introduce durante la cópula”, señala Hasson.

El aedago es una estructura muy pequeña que en cada especie de Drosohila puede tener formas muy variadas. Si las Drosophilas tienen un tamaño entre 1 y varios mm, el aedago es una estructura microscópica.

“Las moscas que estudiamos se reproducen por fecundación interna. Con su órgano, las moscas macho transfieren el esperma al tracto vaginal de las hembras. La vagina está conectada a través de un conducto, similar al oviducto, a las ovariolas, que son los órganos donde maduran un número enorme de huevos. Una vez fecundados, las hembras ponen sus huevos en sitios adecuados, que localizan mediante pautas olfativas”, explica Hasson.

“Huellas digitales genéticas”

Nuestro siguiente paso será la identificación de los genes que determinan la morfología genital de las especies que usamos como modelos. Por el momento, desconocemos los nombres de los genes involucrados, pero hemos dado los primeros pasos para descubrirlos”, asegura Hasson.

De acuerdo con Hasson y Soto, la identificación de los genes implicados en el desarrollo de los genitales masculinos de las especies de insectos, tanto de la Drosophila como de otros géneros, que en apariencia son muy similares, podría aportar metodologías que permitan la rápida identificación de las especies.

De lograrse, constituiría un paso importante para distinguir grupos de especies con características morfológicas muy similares, y entre las cuales a veces se encuentran plagas o vectores de enfermedades. La rápida identificación de las especies de insectos que transmiten enfermedades o causan pérdidas millonarias en los cultivos, permitirá diseñar plaguicidas específicos o nuevas metodologías, entre otras estrategias, para ponerles un límite.