Si bien las poblaciones de polinizadores de muchas especies se han desplomado en todo el mundo, una especie de abeja está haciendo estallar el mapa con su rápida expansión demográfica.
por la Universidad Estatal de Pensilvania
¿La clave del éxito de este insecto? Su pasión por las calabazas, calabacines y otras calabazas, y el aumento masivo en el cultivo de estos cultivos en América del Norte durante los últimos 1000 años.
Un nuevo estudio dirigido por Penn State descubrió que la abeja de la calabaza (Eucera pruinosa) ha evolucionado en respuesta a la intensificación de la agricultura, es decir, las calabazas del género Curcurbita. Publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , la investigación es la primera en demostrar el papel de la agricultura como una fuerza evolutiva que actúa sobre un polinizador de insectos silvestres y puede tener implicaciones para la seguridad alimentaria.
“Cuando pensamos en insectos que se benefician y se adaptan a la agricultura generalizada, tendemos a pensar en plagas como ciertos tipos de polillas, moscas y escarabajos”, dijo Margarita López-Uribe, profesora de carrera temprana Lorenzo L. Langstroth y profesora asociada de entomología. . “Pero el impacto de la intensificación agrícola en la evolución de los polinizadores beneficiosos no se comprende bien. Descubrimos que la agricultura facilitó el aumento en el tamaño de la población de esta abeja calabaza, y este también puede ser el caso para otros insectos polinizadores”.
López-Uribe señaló que el estudio es el primero en identificar los procesos adaptativos de un insecto polinizador en respuesta a las prácticas agrícolas humanas. Este estudio demuestra que la agricultura humana en América del Norte ha tenido un profundo impacto en la historia evolutiva de un insecto que es un polinizador esencial de los cultivos de calabaza, dijo.
“La polinización es un proceso tan importante que afecta gran parte de los alimentos que comemos. Comprender cómo los humanos tienen y continúan afectando ese proceso y los polinizadores, a través de la agricultura, la urbanización y de otras maneras, es clave para garantizar que mantengamos la seguridad alimentaria“, dijo. Sam Scheiner, director de programas de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. “Esta investigación destaca cómo la domesticación de plantas puede tener efectos indirectos importantes en los organismos que polinizan esas plantas”.
Históricamente, la principal fuente de polen de la abeja de la calabaza (Eucera pruinosa) era la calabaza de búfalo salvaje (Curcurbita foetidissima), una calabaza del tamaño de una pelota de béisbol que crecía en los desiertos de México y el suroeste de los Estados Unidos. Como una de las “Tres Hermanas”, que incluye el maíz y los frijoles, la calabaza era un cultivo importante de los Pueblos Indígenas de las Américas, y hace unos 5000 años, los Pueblos Indígenas de los Bosques Orientales comenzaron a domesticar un pariente de C. foetidissima, llamado C. pepo. El cultivo generalizado de los cultivos resultantes, que incluía calabazas, calabacines y calabazas, comenzó más tarde, hace unos 3000 años, y se intensificó hace unos 1000 años con la introducción del maíz en los sistemas agrícolas de América del Norte.
“Al plantar calabazas en toda América del Norte, los humanos crearon un hábitat para la abeja de la calabaza y eso permitió que su población se disparara”, dijo López-Uribe. “Hoy en día, la abeja calabaza se encuentra en todo Estados Unidos y el sureste de Canadá, mucho más allá del alcance de su fuente de alimento original”.
Para investigar la evolución de la abeja E. pruinosa en respuesta a la intensificación de la agricultura de Curcurbita, el equipo secuenció el genoma de la abeja, examinó su estructura genética —o la cantidad y distribución de la diversidad genética dentro y entre las diversas poblaciones de la abeja— y buscó firmas de adaptación. Las disminuciones en la diversidad genética, explicó López-Uribe, pueden indicar ‘barridos selectivos’, o el proceso por el cual las nuevas mutaciones beneficiosas aumentan en frecuencia y se vuelven fijas.
A continuación, el equipo desarrolló un algoritmo novedoso para estimar la migración de la abeja y el tamaño efectivo de la población, o el tamaño de la población reproductora, entre poblaciones.
Los investigadores encontraron que la transición de la abeja de las plantas hospedantes silvestres en los desiertos a los hábitats agrícolas templados se asoció con barridos selectivos que resultaron en reducciones sustanciales en la diversidad genética en algunas partes del genoma.
“Cerca del 20% del genoma de la abeja parece estar ligado a estos barridos”, dijo López-Uribe.
Particularmente vinculados a estos barridos selectivos estaban los cambios en los genes asociados con la quimiosensación, o la traducción de señales químicas del medio ambiente a señales neurológicas que pueden ser interpretadas por un organismo. En el caso de la abeja calabaza , la quimiosensación se refiere a su capacidad para interpretar los compuestos de olor producidos por las flores.
“Las plantas de Curcurbita domesticadas producen mezclas florales que son más simples que las de la planta de Curcurbita silvestre”, dijo López-Uribe. “Es probable que E. pruinosa se haya adaptado a un nuevo entorno sensorial en los hábitats agrícolas, lo que le permitió expandir su área de distribución y aumentar significativamente el tamaño de su población”.
Más información: Pope, Nathaniel S. et al, La expansión de la agricultura ha dado forma a la historia evolutiva reciente de un polinizador de calabaza especializado, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2023). DOI: 10.1073/pnas.2208116120
