Los insectos albergan más de mil genes de microbios que les ayudan a sobrevivir y para el cortejo

Hace cientos de millones de años, los microbios y las plantas podrían haber proporcionado a los insectos una ventaja evolutiva al transmitirles genes mediante transferencia horizontal, según un estudio publicado en la revista 'Cell' donde los investigadores informan de que más de 1.400 genes de 218 especies de insectos, incluidas mariposas y polillas, se originaron a partir de bacterias, virus, hongos y plantas.

El estudio sostiene que estos genes podrían haber sido esenciales para la evolución de los insectos al permitirles desarrollar rasgos beneficiosos en el comportamiento de apareamiento, la nutrición, el crecimiento y la adaptación a los cambios ambientales.

La transferencia horizontal de genes (THG) es bastante común entre los microbios. Por ejemplo, las bacterias utilizan este mecanismo para transmitir genes de resistencia a los antibióticos entre especies, pero más recientemente los científicos han estudiado sistemáticamente el fenómeno entre insectos y microbios o plantas.

"Estudios anteriores han demostrado que el THG puede haber contribuido a la biodiversidad de los insectos, pero nadie sabía qué importancia tiene en este proceso --afirma el autor principal, Xing-Xing Shen, biólogo evolutivo de la Universidad de Zhejiang, en Hangzhou (China)--. Dado que hay muchos genomas de insectos de alta calidad disponibles para nuestro análisis, pensé que ahora es un buen momento para investigar sistemáticamente la prevalencia de la THG en los insectos".

El equipo de Shen inició este proyecto en colaboración con Antonis Rokas, biólogo evolutivo de la Universidad de Vanderbilt (Estados Unidos), reuniendo 218 muestras de genomas de insectos de alta calidad que representaban 11 de los 19 órdenes de insectos ricos en especies. Con los datos, pudieron dibujar un árbol evolutivo, identificar los genes fuera de lugar que se encuentran más comúnmente en los genomas no animales y examinar qué factores contribuyen al destino de la THG en los insectos.

"Hubo eventos de THG en todas partes donde miramos --asegura Shen--. Sin embargo, no sabemos si estas transferencias de genes son beneficiosas para los insectos, o incluso las funciones de la mayoría de estos genes". Para ello, contó con la ayuda de otro experto, Jianhua Huang, que estudia las funciones de los genes de los insectos en la Universidad de Zhejiang.

"Shen entró en mi despacho con una lista de más de 1.400 genes y tuvimos que decidir por dónde empezar", recuerda Huang. El equipo decidió validar la función del gen extraño más frecuente sin funciones conocidas en los insectos: LOC105383139.

"Este gen se introdujo horizontalmente en casi todas las polillas y mariposas a partir de un donante del género bacteriano Listeria", informan en el estudio, lo que significa que este gen ha persistido en el genoma desde la época del ancestro común de polillas y mariposas, hace más de 300 millones de años.

Decidieron eliminar este antiguo gen de las polillas de la espalda de diamante, una plaga que afecta al brócoli y la col, y observar qué tipo de funciones tiene. "Sorprendentemente, vimos que las polillas que carecen de este gen no pueden producir muchos huevos viables --apunta Huang--. Luego, descubrimos que el gen influye en el comportamiento de cortejo de los machos".

El grupo tiene previsto investigar más a fondo los mecanismos que explican cómo este gen ayuda a los insectos a aparearse más eficazmente y si puede aprovecharse como herramienta de control de plagas.