Estados Unidos Insectos Temas

Genómica de las mariposas: las monarcas migran y vuelan de manera diferente, pero se encuentran y se aparean


Cada año, millones de mariposas monarca migran a través del este de América del Norte para volar desde el norte hasta la frontera entre Estados Unidos y Canadá para pasar el invierno en el centro de México, cubriendo hasta 3.000 millas. 


por Carol Clark, Emory University


Mientras tanto, al otro lado de las Montañas Rocosas, los monarcas occidentales generalmente vuelan 300 millas hacia la costa del Pacífico para pasar el invierno en California. Durante mucho tiempo se creyó que los monarcas orientales y occidentales eran poblaciones genéticamente distintas.

Sin embargo, un nuevo estudio confirma que, si bien las mariposas orientales y occidentales vuelan de manera diferente, genéticamente son las mismas. La revista Molecular Ecology publicó los hallazgos, dirigidos por biólogos evolucionistas de la Universidad de Emory.

«Fue sorprendente», dice Jaap de Roode, profesor de biología de Emory y autor principal del estudio. Su laboratorio es uno de los pocos en el mundo que estudia mariposas monarcas .

«Uno esperaría que los organismos con diferentes comportamientos y ecologías muestren algunas diferencias genéticas «, dice de Roode. «Pero descubrimos que no se puede distinguir genéticamente entre las mariposas occidental y oriental».

El documento actual se basa en el trabajo anterior del laboratorio de Roode que encontró similitudes entre 11 marcadores genéticos de los monarcas orientales y occidentales, así como otros estudios genéticos más limitados y datos de observación y seguimiento.

«Esta es la primera comparación de todo el genoma de monarcas orientales y occidentales para tratar de comprender mejor sus diferencias de comportamiento», dice Venkat Talla, primer autor del estudio actual y becario postdoctoral Emory en el laboratorio.

Talla analizó más de 20 millones de mutaciones de ADN en 43 genomas monarcas y no encontró evidencia de diferenciación genómica entre monarcas orientales y occidentales. En cambio, encontró niveles idénticos de diversidad genética.

«Nuestro trabajo muestra que los monarcas orientales y occidentales se están uniendo e intercambiando material genético en una medida mucho mayor de lo que se creía anteriormente», dice Talla. «Y se suma a la evidencia de que es probable que las diferencias en sus entornos determinen las diferencias en sus patrones de migración».

La coautora Amanda Pierce, quien dirigió el estudio anterior sobre 11 marcadores genéticos, lanzó el proyecto mientras era una estudiante graduada en el Laboratorio De Roode.

Genómica de las mariposas: las monarcas migran y vuelan de manera diferente, pero se encuentran y se aparean
Las monarcas se congregaron en México para el invierno. Crédito: Jaap de Roode

«Las mariposas monarcas son tan frágiles y tan livianas y, sin embargo, pueden viajar miles de millas», dice Pierce. «Son hermosas criaturas y un gran sistema modelo para comprender comportamientos únicos e innatos. Sabemos que la migración está arraigada en su cableado genético de alguna manera».

Después de que los monarcas abandonan sus sitios de hibernación, vuelan hacia el norte y ponen huevos. Las orugas se convierten en mariposas y luego vuelan más lejos, apareándose y poniendo otra generación de huevos. El proceso se repite durante varias generaciones hasta que finalmente, a medida que los días se acortan y las temperaturas son más frescas, las monarcas emergen de sus crisálidas y comienzan a volar hacia el sur. Esta generación migratoria no gasta energía en la cría o puesta de huevos, ahorrándolo todo para el largo viaje.

«Por cada mariposa que llega a California o México, ese es su primer viaje allí», se maravilla Pierce.

El trabajo anterior había identificado una propensión a que los monarcas orientales y occidentales tengan ligeras diferencias en las formas de sus alas. Para el artículo actual, los investigadores querían identificar cualquier variación en sus estilos de vuelo.

Recogieron monarcas orientales de un sitio de escala migratoria en Saint Marks, Florida, y monarcas occidentales de uno de sus sitios de hibernación cerca de Oceano, California. Pierce realizó pruebas de vuelo con las mariposas atándolas a un molino que restringió sus patrones de vuelo a círculos con una circunferencia de aproximadamente 25 pies. Los ensayos se realizaron en un laboratorio bajo condiciones controladas de luz y temperatura que imitaban los sitios de hibernación. Se arreglaron flores artificiales alrededor de la circunferencia de los molinos de vuelo.

«La idea era tratar de darles una apariencia de un ambiente ‘natural’ para ayudar a motivarlos y orientarlos», explica Pierce.

Las mariposas fueron liberadas ilesas de los molinos de vuelo después de realizar pruebas cortas.

Los resultados mostraron que los monarcas orientales elegirían volar distancias más largas mientras que los monarcas occidentales volaban distancias más cortas pero con ráfagas de velocidad más fuertes. «El rasgo de vuelo más poderoso del monarca occidental es esencialmente un velocista», dice Pierce, «mientras que los monarcas orientales muestran un rasgo de vuelo más parecido a los maratonistas».

Pierce se graduó de Emory y ahora trabaja como genetista para la Agencia de Protección Ambiental en Washington, DC

Genómica de las mariposas: las monarcas migran y vuelan de manera diferente, pero se encuentran y se aparean
Un monarca oriental se detiene en Saint Marks, Florida, camino a México. Crédito: Venkat Talla

Talla, que se especializa en bioinformática, creció en India, donde la rica diversidad de la vida silvestre lo inspiró a convertirse en un biólogo evolutivo. Se mudó a Suecia para obtener su doctorado, donde estudió la genómica de la mariposa blanca de madera europea. Aunque todos los blancos de madera parecen idénticos visualmente, en realidad son tres especies diferentes.

«Una de las grandes preguntas que me interesa responder es cómo una especie individual termina convirtiéndose en varias especies». Talla dice. «Quiero comprender todos los procesos involucrados en esa evolución».

Aprovechó la oportunidad de unirse al Laboratorio De Roode. «Las monarcas siempre han estado en la parte superior de mi lista de mariposas que quería estudiar debido a sus increíbles migraciones», dice Talla. «Son una especie fascinante».

En noviembre pasado, se unió a De Roode en un viaje de laboratorio al sitio de hibernación de la monarca oriental , dentro y junto a la Reserva de la Biosfera de la Mariposa Monarca en el centro de México. Decenas a cientos de millones de monarcas cubren los árboles y el paisaje durante el invierno. «Es una vista alucinante», dice Talla. «Hace que te preguntes cómo saben todos cómo llegar allí».

Estudios previos de seguimiento y observación habían demostrado que al menos algunos monarcas occidentales vuelan al sur a México en lugar de al oeste a California. El análisis completo del genoma sugiere que más de unos pocos monarcas occidentales pueden estar haciendo el viaje a México, donde se mezclan con los monarcas orientales. Y cuando las mariposas salen de México, algunas pueden volar hacia el oeste en lugar de hacia el este.

«La evidencia de múltiples direcciones se está uniendo para apoyar la misma opinión», dice de Roode.

Los hallazgos pueden ayudar en la conservación de las monarcas. Debido a una combinación de pérdida de hábitat, cambio climático y falta de flores néctares, el número de monarcas orientales y occidentales ha disminuido en las últimas décadas, y los occidentales muestran la caída más precipitada. El Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos está considerando si las mariposas necesitan protecciones especiales.

«Si los factores ambientales son los únicos que impulsan las diferencias entre los monarcas orientales y occidentales, es posible que podamos ayudar a la población occidental trasplantando algunos de los orientales hacia el oeste», dice de Roode.

El laboratorio de De Roode ahora planea investigar qué exactamente en los ambientes de las mariposas desencadena diferentes expresiones de sus genes.


Leer más

Una nueva especie de araña

Durante una estancia de investigación en las tierras altas de Colombia realizada como parte de su doctorado, Charlotte Hopfe, Ph.D. estudiante bajo la supervisión del Prof.…
Leer más

LEAVE A RESPONSE

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com