Hasta ahora no se sabía con exactitud cómo se determina el sexo de una abeja. Un equipo de investigadores de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU), en el que participan biólogos y químicos, ha identificado un gen clave y el mecanismo molecular relacionado con él.
por la Universidad Heinrich-Heine de Düsseldorf
En el número actual de la revista Science Advances , describen cómo este proceso es similar a un juego con dos dados.
El sexo de un ser vivo tiene consecuencias importantes para su forma, función y comportamiento. El sexo biológico de un organismo suele determinarse al comienzo de su vida. En los seres humanos, por ejemplo, la presencia del «cromosoma Y», que determina el sexo, determina si nacerá un hombre.
El sacerdote silesio Johann Dzierzon investigó en 1845 los mecanismos que determinan el sexo de las abejas (Apis mellifera) y descubrió, entre otras cosas, la reproducción asexual de las abejas macho, los «zánganos».
Las abejas, a diferencia de los humanos, no tienen un solo cromosoma determinante del sexo. Un equipo de investigación dirigido por el profesor Dr. Martin Beye del Instituto de Genética Evolutiva de la HHU ha establecido que el sexo está determinado por un solo gen , denominado «Csd» (determinante sexual complementario) a través de un mecanismo especial.
Este gen puede tener más de 100 variaciones, llamadas alelos. En otros casos, como en las flores, los distintos alelos de un gen pueden determinar el color de los pétalos.
En el caso de la fecundación sexual, los conjuntos de cromosomas simples del óvulo y el espermatozoide se unen para crear un conjunto de cromosomas doble (diploide). En consecuencia, ahora hay dos variantes del gen Csd presentes en cada abeja fecundada sexualmente.
El siguiente hallazgo de los investigadores de abejas de Düsseldorf: si los dos alelos del gen Csd son diferentes, se desarrolla una abeja hembra. Por el contrario, si los alelos del gen son iguales en ambos cromosomas, se desarrolla una abeja macho. Sin embargo, como las abejas quieren evitar esto para evitar la endogamia, las abejas obreras no crían estos huevos.
La pregunta que se planteó fue cómo se produce esta determinación del sexo a nivel molecular . La autora principal, la Dra. Marianne Otte, explica: «Aquí es necesario saber que cada alelo diferente del gen Csd produce una variante diferente de la proteína Csd asociada , todas ellas ligeramente diferentes. Pudimos demostrar que sólo las proteínas Csd diferentes pueden unirse entre sí y, por lo tanto, activar un interruptor molecular que determina si una abeja es hembra. Por el contrario, si las proteínas son las mismas, se unen de manera diferente y el interruptor no se activa. En este caso, se desarrollaría una abeja macho, pero no se cría».
El profesor Beye, último autor del estudio, añade: «Es como un juego molecular en el que se utilizan dos dados: pero en este caso, el que arroja un doble no es el ganador, sino que el lanzamiento debe producir dos números diferentes para que se pueda criar una nueva abeja, una hembra».
En cambio, los zánganos se desarrollan a partir de huevos no fecundados. Por tanto, estas abejas macho solo tienen un conjunto de cromosomas simple con proteínas Csd idénticas. La abeja reina decide no añadir esperma al huevo durante el proceso de puesta.
El Dr. Otte afirma: «Hemos podido resolver un misterio genético que ha existido durante más de 100 años al rastrearlo hasta la función de conmutación de la proteína Csd».
El profesor Beye comenta sobre otras cuestiones de investigación: «Aún se desconoce el mecanismo que utilizan las abejas obreras para identificar si el óvulo fertilizado contiene dos proteínas Csd diferentes y, por lo tanto, cambia a ‘hembra’. Como está oscuro dentro de la colmena, debe haber una pista olfativa».
Los resultados se utilizarán para avanzar en las medidas de cría de abejas.
Más información: Marianne Otte et al, El reconocimiento de proteínas polimórficas Csd determina el sexo en la abeja melífera, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg4239
