jueves, 23 de septiembre de 2010

El proyecto genoma de las hormigas

Mira a la hormiga, oh perezoso, mira sus caminos y sé sabio.(Proverbios 6:6)

Con 14.097 especies descritas (cifra de Antweb, 23 de septiembre de 2010), las hormigas son un grupo diverso de insectos que constituyen el elemento dominante en todos los ecosistemas, superando en biomasa a la mayoría de los demás grupos animales en los climas templados y tropicales. Como especies invasivas, son las que causan los daños económicos y ecológicos más cuantiosos.

Formas de las hormigas y filogenia
Formas de las hormigas y filogenia. A. Diversidad morfológica de las hormigas. B. Especies de hormigas cuyo genoma ha sido secuenciado o está secuenciándose y sus relaciones filogenéticas. 1. Hormiga saltadora de Jerdon (Harpegnathos saltator), 2. Hormiga argentina (Linepithema humile), 3. Hormiga carpintera de Florida (Camponotus floridanus), 4. Hormiga cosechadora roja (Pogonomyrmex barbatus), 5. Hormiga de fuego (Solenopsis invicta), 6. Tres especies de hormigas cultivadoras de hongos de los géneros Atta, Acromyrmex y Apterostigma.

La importancia de las hormigas

Las hormigas aparecieron a mediados del Cretático, hace entre 100 y 130 millones de años, y su éxito evolutivo y ecológico se debe en gran medida a su organización social y a la división del trabajo. Viven en colonias, algunas de las cuales puede superar el millón de individuos, formadas por una casta reproductora (una o varias reinas) cuya función es poner huevos y una casta trabajadora (obreras, que son hembras que no se reproducen) que se encarga del mantenimiento y la defensa de la colonia. En la mayoría de las especies de hormigas, ambas castas tienen el mismo genoma y las variaciones en la forma y el comportamiento vienen determinadas por factores medioambientales.

Cuando una reina se aparea y funda una colonia, los huevos dan lugar a obreras, pero cuando la colonia alcanza un determinado tamaño, el desarrollo de algunas larvas toma un camino diferente y se convierten en reinas vírgenes que abandonan el nido para aparearse y fundar nuevas colonias. Las reinas pueden vivir hasta diez veces más que las obreras y 500 veces más que los machos.

¿Por qué secuenciar el genoma de las hormigas?

Muchas especies de hormigas tienen un genoma de tamaño moderado (entre 200 y 600 millones de pares de bases), lo que hace posible secuenciar su código genético con relativa facilidad y, dado que desempeñan un papel fundamental en muchos nichos ecológicos, la secuenciación de su genoma permitirá estudiar las bases del comportamiento social, el envejecimiento, la diferenciación en castas de formas y comportamientos, así como descubrir nuevos compuestos antibacterianos y diseñar estrategias para combatir las invasiones, cuyo éxito depende en gran medida al poco grado de territorialidad entre miembros de la misma especie de colonias diferentes.

Proyectos en cursoProyectos en curso. Especies de hormigas cuyo genoma está siendo secuenciado y grupos de investigadores que lo realizan.

¿De qué hormigas se está secuenciando su genoma?

La hormiga carpintera de Florida (Camponotus floridanus) y la hormiga saltadora de Jerdon (Harpegnathos saltator) han sido las primeras hormigas cuyo genoma se ha secuenciado (estas especies presentan grandes diferencias en su organización social, especialización en castas y flexibilidad de su comportamiento) y los de otras cuatro especies están en curso:

  • La hormiga cosechadora roja (Pogonomyrmex barbatus) pertenece a uno de los géneros de hormigas mejor estudiados que incluye especies de importancia ecológica como granívoras en el continente americano. P. barbatus también sirve como modelo para investigar la división de castas porque algunas poblaciones tienen una base genética.
  • La hormiga cortadora de hojas (Atta cephalotes) forma las sociedades animales más grandes y complejas y su éxito se debe a una relación mutualista con un hongo que cultivan como alimento.
  • La hormiga de fuego (Solenopsis invicta) es nativa de Sudamérica y se ha convertido en una plaga en el sur de Estados Unidos, Australia, Filipinas, China y Taiwán.
  • La hormiga argentina (Linepithema humilde) es una especie nativa de Argentina, Uruguay y Paraguay que se ha establecido en casi todas las áreas de clima Mediterráneo del mundo. Como los individuos de colonias diferentes se toleran, pueden formar supercolonias que se extienden a lo largo de cientos de kilómetros.

Referencias

Ant genomics: strength and diversity in numbers. Christopher D. Smith, Christopher R. Smith, Ulrich Mueller y Jürgen Gadau. 2010. Mol. Ecol. 19(1), pp. 31-35.

Ant Genomics. Página web sobre genómica de hormigas.

Ant Genomes. Sección de Hymenoptera Genome Database dedicada a recopilar información sobre los genomas de hormigas que se van secuenciando.


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