Un nuevo estudio muestra el desglose de la evolución del cromosoma 'social' en las hormigas

El cromosoma, descubierto por primera vez por investigadores de la Universidad en 2013, se determina si la colonia de hormigas de fuego tiene una cama queen o múltiples reinas. Tener estas dos formas diferentes de organización social significa que las especies pueden adaptarse fácilmente a diferentes entornos y ha dado lugar a que se conviertan en una plaga muy invasiva en todo el mundo, haciendo honor a su nombre latino Solenopsis invicta, que significa "invencible".

Para el nuevo estudio, publicado en eLife, el equipo de investigación realizó un análisis detallado de los niveles de actividad de todos los genes dentro del cromosoma sociales por primera vez para entender cómo funciona y su evolución. Ellos encontraron que las mutaciones dañinas se acumulan en una versión de los cromosomas sociales, haciendo que se degeneran. Los resultados también mostraron que la mayor parte de la reciente evolución de estos cromosomas se deriva de los intentos de compensar estas mutaciones perjudiciales.

La selección natural es el principal mecanismo evolutivo que ayuda a optimizar los genes a través de generaciones, pero normalmente, no se puede optimizar simultáneamente los genes para dos tipos diferentes de organización social dentro de una especie.

Para superar este conflicto evolutivo, cromosomas sociales genes juntos Grupo adaptados a cada tipo de forma social. Los resultados del nuevo estudio muestran que esta solución impide la eliminación de mutaciones dañinas del genoma y, como resultado, estas mutaciones se acumulan con el tiempo y comienzan a dominar el destino del sistema.

Los cromosomas sociales de las hormigas de fuego son un raro ejemplo de un vínculo directo entre los genes y el comportamiento social. Ellos funcionan de una manera similar a los cromosomas X e Y en los seres humanos, que determinan el sexo.

Este descubrimiento tiene implicaciones ecológicas y médicos más amplios porque las estructuras genómicas similares a los cromosomas sexuales pueden sociales y no sólo las especies de ayuda adaptarse a los cambios del entorno, sino también enfermedades como el cáncer sustentan.

El Dr. Martínez-Ruiz, autor principal del estudio de la Universidad Queen Mary de Londres, dijo:. "Nuestros resultados muestran que el beneficio inicial de la naturaleza combinando genes en un cromosoma social tiene un costo de un millón de años más tarde, la mayor parte de las diferencias que ver entre los cromosomas sociales se deben a la acumulación de mutaciones negativas ".

"También vemos que el resto de los adapta genoma muy rápidamente en respuesta a las mutaciones negativas", agregó el Dr. Wurm, lector en Bioinformática en el Queen Mary y autor principal del estudio. "Se trata de cómo funciona la evolución, mediante la adición de parches a soluciones imperfectas, en lugar de mediante la búsqueda de la solución más eficiente."

"A pesar de la degeneración de los cromosomas sociales, es poco probable que perderlos en el corto plazo las hormigas de fuego. Esto requeriría otro importante reorganización cromosómica, este tipo de eventos son poco frecuentes y generalmente letal", continúa el Dr. Wurm. "Sin embargo, escalas de tiempo más largo evolutivos, todo es posible. La mayor parte de las 20.000 especies de hormigas o bien tienen únicas colonias de una sola reina o únicas colonias de múltiples reinas. Ahora estamos tratando de entender si se requieren cromosomas sociales para los cambios en la organización social. "

El estudio se basa en investigaciones anteriores de los autores sobre la evolución de los cromosomas sociales. Se han identificado previamente diferencias en los genes para la comunicación química que puede ser responsable de la percepción de las reinas, mostraron que un cromosoma social se ha duplicado en tamaño, y que este cromosoma sociales carece de diversidad genética.

fuente: Queen Mary University of London. "New study shows evolutionary breakdown of 'social' chromosome in ants." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 August 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200825110742.htm>.