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Una sola proteína convierte hormigas trabajadoras en reinas

Una sola proteína convierte hormigas trabajadoras en reinas


Imagen para el artículo titulado Cómo una sola proteína puede convertir hormigas trabajadoras en reinas

La naturaleza es fascinante, entre otras cosas, porque no deja de dar sorpresas. Un nuevo estudio ha encontrado que a través de un ligero ajuste en la activación de una sola proteína se podría determinar si algunas hormigas se convierten en trabajadoras humildes o reinas reproductoras.

Ocurre con la llamada hormiga saltarina de Jerdon (Harpegnathos saltator). Al parecer, cuando una reina de esta especie muere, las trabajadoras de la colonia se enfrentan a duelo por quién ocupa su lugar. De esta “batalla” las ganadoras pasan a convertirse en las denominadas gamergates, dando órdenes a otras hormigas y pasando su tiempo reproduciéndose y poniendo huevos, esencialmente asumiendo el papel de la reina.

¿Cómo? En estudios anteriores los investigadores habían encontrado que el cambio de estas ex trabajadoras a “reinas” viene con cambios en el cerebro de la hormiga, incluidas diferentes expresiones genéticas, diferentes niveles hormonales y diferentes composiciones celulares. De hecho, viven unas cinco veces más que otras hormigas obreras.

Sin embargo, esto no explicaba lo que desencadenaba su increíble transformación. Según explica el biólogo molecular Roberto Bonasio de la Universidad de Pensilvania:

Los cerebros de los animales son plásticos, es decir, pueden cambiar su estructura y función en respuesta al medio ambiente. Este proceso, que también tiene lugar en el cerebro humano, piense en los cambios de comportamiento durante la adolescencia, es crucial para la supervivencia, pero los mecanismos moleculares que lo controlan no se comprenden completamente.

Partiendo de esa idea de las plasticidad del cerebro, Bonasio y sus colegas llevaron a cabo una serie de experimentos con hormigas saltarinas de Jerdon, en los que sus neuronas estaban expuestas a diferentes niveles de hormonas.

El protagonismo del experimento se lo llevaron dos hormonas, en particular la juvenil III (JH3) y la ecdiesteroide 20-hidroxiecdisona (20E), ya que se cree que ambas regulan el comportamiento social de las hormigas e incluso de algunos otros insectos sociales, como las abejas. Tras inyectar en los cerebros de hormigas un análogo de JH3, los autores encontraron que disminuyó su actividad de caza. Por su parte, cuando se inyectó 20E en el cerebro, estimuló la activación de los ovarios.

Unos hallazgos que sugieren que hay algo en las vías de señalización de estas hormonas que determina el cambio de una casta social a otra. Los autores cuentan que aislando neuronas específicas en los cerebros de las hormigas, probaron cómo este mecanismo podría funcionar con más detalle en el laboratorio. En última instancia, ambas hormonas sociales parecieron influir en las neuronas de las hormigas activando un único factor proteico, conocido como el homólogo 1 de Krüppel (Kr-h1). Según el estudio:

Kr-h1 es una especie de interruptor de luz, y las hormonas son los dedos, que activan o desactivan el estado del cerebro del trabajador o el estado del cerebro del jugador. Específicamente, estas hormonas parecen afectar a qué genes Kr-h1 finalmente se une dentro de la célula neuronal.

El trabajo explica que el nivel de hormonas que se observa en las hormigas obreras, Kr-h1 parece unirse y reprimir los genes asociados con las gamergates. Mientras tanto, para el nivel de hormonas que se les observa, la proteína parece reprimir las vías genéticas basadas en las trabajadoras. De hecho, cuando esta proteína se elimina por completo de las neuronas de las hormigas, encontraron que las gamergates comenzaron a actuar como trabajadoras y las hormigas obreras comenzaron a actuar como gamergates Según Bonasio:

No habíamos anticipado que la misma proteína podría silenciar diferentes genes en los cerebros de diferentes castas y, como consecuencia, suprimir el comportamiento de las trabajadoras en gamergates y el comportamiento de las gamergates en las trabajadoras. Pensamos que estos trabajos se asignarían a dos o más factores diferentes, cada uno de ellos solo presente en uno u otro cerebro.

Dicho esto, aunque los resultados sugieren que hay dos hormonas sociales principales que controlan el comportamiento de casta en las hormigas saltarinas de Jerdon y que esto se hace a través de un solo factor de proteína, se necesitará más investigación para certificarlo. [Cell vía ScienceAlert]



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