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¿Hormigas o plantas? Factores de diversificación evolutiva de los pulgones


Se cree que los pulgones de insectos que se alimentan de plantas se han diversificado al cambiar sus plantas huésped a otras especies de plantas estrechamente relacionadas.


por la Universidad de Shinshu


Sin embargo, el pulgón Stomaphis estableció no solo una asociación con las plantas huésped sino también relaciones mutualistas con las hormigas. Un equipo de investigación examinó la importancia relativa de las plantas huésped y los socios mutualistas en su diversificación y encontró un patrón evolutivo inusual en los pulgones.

Uno de los principales objetivos en biología es comprender los factores y mecanismos que han llevado a la diversificación de especies en la tierra. Los insectos que se alimentan de plantas son el grupo más diversificado de organismos en la tierra, y representan más del 40% de todos los insectos. Se han realizado numerosos estudios sobre los patrones de diversificación y las fuerzas impulsoras observadas en las plantas huésped ; sin embargo, las interacciones con otros organismos aún no se han tenido en cuenta.

El estudio, «Diversificación evolutiva de los áfidos de Stomaphis japoneses (Aphididae, Lachninae) en relación con el uso de la planta huésped y la asociación de hormigas», se propuso comprender la fuerza impulsora que generó la diversificación evolutiva de los áfidos de Stomaphis asociados a las hormigas que se alimentan de plantas a través de su larga historia evolutiva Se sabe que los pulgones han establecido una relación mutualista con las hormigas al proporcionarles melaza a cambio de protección contra sus enemigos naturales y recibir servicios higiénicos. Los pulgones son relativamente grandes y permanecen sedentarios debido a su necesidad de chupar la savia de los troncos de los árboles.

Los científicos han pensado durante mucho tiempo que la diversidad era el resultado de que los pulgones cambiaron sus plantas huésped a otras especies de plantas estrechamente relacionadas. ¿O se diversificaron a través de un cambio de socios mutualistas como las hormigas guardaespaldas? Algunos pulgonesLos rasgos morfológicos (estructurales) y de comportamiento han evolucionado para servir mejor a su relación con las hormigas. Por ejemplo, se sabe que la forma y el color de los cuerpos de los pulgones se adaptan al tipo de hormiga con la que tienen una relación simbiótica. Los áfidos y su relación mutualista con las hormigas están tan arraigadas en sus vidas que no pueden sobrevivir sin ellas. La pregunta es, ¿cuál tuvo una mayor influencia en la diversificación de los pulgones? ¿Las plantas hospederas o las hormigas mutualistas? La importancia relativa de las plantas hospederas y los socios mutualistas en la estructuración de la diversificación evolutiva de un grupo de insectos aún no se había investigado a fondo.

El grupo de investigación dirigido por Tetsuya Yamamoto y Takao Itino de la Universidad de Shinshu estudió 160 colonias de pulgones Stomaphis en 34 sitios en Japón para averiguarlo. Actualmente se han descrito 33 especies y 4 subespecies de pulgones de Stomaphis en todo el mundo. La mayoría son específicos de una especie de planta o género. Los investigadores buscaron plantas huésped conocidas y siguieron los rastros de hormigas Lasius para encontrar las colonias de pulgones. Luego, los investigadores examinaron su ADN mitocondrial utilizando un criterio de información bayesiano, un método para interpretar la probabilidad, a través del cual los científicos obtienen información sobre los linajes más probables basados ​​en secuencias de ADN mitocondrial y nuclear.

Los científicos pudieron identificar 38 haplotipos de los pulgones mediante el análisis filogenético molecular. Descubrieron que la diversificación evolutiva de los áfidos de Stomaphis se generó principalmente a través de los cambios de la planta huésped, en lugar de las especies de hormigas asociadas porque había un alto grado de especificidad entre cada linaje y haplotipo de los áfidos de Stomaphis a sus especies de plantas huésped sin superposición, mientras que casi todos los linajes de los áfidos de Stomaphis se asociaron con dos o más especies de hormigas.

Aunque el grupo demostró que los áfidos de Stomaphis se diversificaron evolutivamente a través de los cambios en las plantas huésped, el hallazgo sorprendente que fue una sorpresa fue que los áfidos de Stomaphis no habían cambiado entre especies de plantas estrechamente relacionadas, sino entre taxones de plantas huésped muy distantes, incluso a diferentes órdenes de plantas, ¡Desde robles hasta pinos! Es muy inusual observar tales desplazamientos de hospedadores de insectos entre taxones de plantas hospedantes muy distantes.

El grupo espera continuar la investigación para encontrar los factores responsables de la especificidad del huésped de los pulgones de Stomaphis. Ellos plantean la hipótesis de que la dependencia de Stomaphis de las colonias de hormigas Lasius de larga duración situadas en bosques caducifolios templados donde Lasius es el género dominante de hormigas puede haber llevado a los pulgones a cambiar a especies de árboles huéspedes distantes pero espacialmente adyacentes para que puedan alimentarse de ambas. Su objetivo final es comprender mejor el papel de las hormigas y las plantas que dan forma a la evolución de los insectos que se alimentan de plantas.


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