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Investigadores brasileños completan la secuenciación del genoma de abejas nativas sin aguijón

Consorcio de investigadores brasileños completa la secuenciación del genoma de abejas nativas sin aguijón
Es una especie dócil de interés económico como polinizador. Sus obreras son estériles, y algunas de sus secuencias genéticas son idénticas a las encontradas en otras abejas eusociales, lo que apunta a la conservación de rasgos ancestrales Crédito: Cristiano Menezes

Un consorcio de investigadores financiado por el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico de Brasil y la FAPESP ha secuenciado el genoma de Frieseomelitta varia, una abeja nativa sin aguijón (nombre común: marmelada). 


por André Julião, FAPESP


La hazaña amplía la comprensión de los científicos sobre la evolución de las abejas sin aguijón (Meliponini) y allana el camino para la reproducción de especies comercialmente útiles.

Los investigadores están afiliados a seis universidades brasileñas. Los hallazgos se publican en BMC Genomics en un artículo en coautoría con investigadores de la Universidad de São Paulo, la Universidad Estatal de São Paulo, la Universidad Federal de São Carlos, la Universidad Federal de Alfenas, la Universidad Federal de Jequitinhonha y los Valles de Mucuri, y la Universidad Federal de São Paulo. Universidad Tecnológica de Paraná.

«Elegimos una especie para probar nuestra capacidad de secuenciar un genoma completo en un proyecto piloto. F. varia es una especie emblemática porque sus trabajadores son completamente estériles. Este es un rasgo que la distingue de la gran mayoría de especies de la tribu Meliponini «, dijo Klaus Hartmann Hartfelder, profesor de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo y autor correspondiente del artículo.

El estudio fue parte de un proyecto apoyado por la FAPESP. La investigadora principal del proyecto fue Zilá Luz Paulino Simões, profesora de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo y coautora del artículo. La secuenciación se realizó en el Laboratorio Central de Tecnologías de Alto Rendimiento en Ciencias de la Vida de la Universidad de Campinas, también con el apoyo de la FAPESP.

La secuenciación reveló una gran cantidad de ARN largos no codificantes repetidos, que tienen una función reguladora. En los humanos, por ejemplo, estos ARN se asocian a procesos que regulan el desarrollo del sistema nervioso central, entre otros. En F. varia, los investigadores creen que estas secuencias pueden estar relacionadas con la falta de ovarios que hace que las trabajadoras sean estériles. La reina es muy fértil, por supuesto.

«Como en la gran mayoría de los insectos sociales, los huevos son todos iguales. Cualquier huevo puede convertirse en una obrera o una reina. Durante la etapa larvaria , sin embargo, algunas vías de señalización molecular divergen de modo que las abejas se diferencian en dos tipos de individuos, una reina fértil y muchas trabajadoras infértiles «, dijo Hartfelder. «En la abeja occidental Apis mellifera, esto se modifica dando a la reina diferentes alimentos en la etapa larvaria, pero en las abejas sin aguijón, parece ser más una cuestión de la cantidad de alimento».

Ventaja evolutiva

El grupo también encontró un alto grado de conservación (synteny) en un bloque de genes descritos en A. mellifera relacionados con el acaparamiento de polen por las colonias. Esto es típico de especies muy sociales, mientras que otras recolectan solo el polen suficiente para alimentar a sus larvas.

«El hallazgo nos sorprendió, dado que A. mellifera y las abejas sin aguijón divergieron en diferentes linajes hace más de 70 millones de años. Eso es mucho tiempo para que una especie conserve un rasgo a medida que evoluciona», dijo Hartfelder. «Queremos ver si lo mismo ocurre con otras abejas y si sucedió por casualidad o proporcionó una ventaja evolutiva».

Otro hallazgo interesante fue la diferencia entre las especies de abejas sin aguijón estudiadas y otras abejas en términos de la disposición de los genes en el genoma mitocondrial, que también fue secuenciado como parte del estudio. La alteración del orden de los genes de la fábrica de energía celular puede tener implicaciones evolutivas dignas de ser estudiadas con mayor profundidad en el futuro.

Polinización de cultivos alimentarios

Los nidos construidos por colonias de F. varia están recubiertos por fuera con resina vegetal que actúa como repelente para alejar a las hormigas y otros posibles invasores. La especie produce poca miel pero es dócil y está suficientemente distribuida, especialmente en el sureste de Brasil, para ser utilizada como polinizadora de cultivos alimentarios de alto valor agregado cultivados en invernaderos. La abeja occidental no se ha adaptado bien a los ambientes interiores.

Los descubrimientos sobre el genoma de F. varia también ayudarán a orientar la búsqueda de rasgos deseables en otras especies de interés comercial, como Tetragonisca angustula (nombre común: jataí).

En el estudio, el grupo utilizó la experiencia adquirida por consorcios internacionales en la secuenciación de genomas de abejas. En 2006, los investigadores participaron en la secuenciación del genoma de A. mellifera. El resultado fue publicado en Nature .

En 2015, participaron en un estudio, publicado en Science , que secuenció diez genomas de abejas, incluido el de Melipona quadrifasciata, el primer genoma brasileño de abejas sin aguijón secuenciado. En el mismo año, participaron en la secuenciación de los genomas de dos abejorros (Bombini), que pertenecen al mismo linaje que las abejas (Apini) y las abejas sin aguijón.

El siguiente paso de la investigación supondrá un estudio más detallado de algunas regiones del genoma de F. varia que llamaron la atención. Además, gracias al conocimiento obtenido de estudios previos, el grupo ya ha seleccionado otras cinco especies cuyos genomas serán secuenciados.


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