Cuando las colmenas de las tierras bajas africanas abeja Apis mellifera scutella colapso, lo hacen debido a una amenaza interna invisible: el creciente, inmortal clonar ejército de una subespecie de abejas rival.
Ese ejército es posible porque las trabajadoras de la subespecie rival: la abeja sudafricana del Cabo Apis mellifera capensis : pueden crear copias perfectas de sí mismos, y se ha descubierto que un individuo lo ha hecho millones de veces en las últimas tres décadas.Con esta capacidad de clonación perpetua, las abejas del Cabo se cuelan en las colmenas de sus rivales abejas de las tierras bajas y producen copia tras copia sin necesidad de una reina.Peor aún, estos clones son gorrones, negándose a hacer ningún trabajo.
Ahora, un nuevo estudio ha revelado los fundamentos genéticos de la extraña y formidable adaptación. A diferencia de la mayoría de los animales, e incluso de su propia reina, las trabajadoras no reorganizan el ADN de los huevos que ponen. Esto permite a los trabajadores recrear constantemente una copia perfecta de sí mismos, un clon, cada vez que se reproducen. Según los investigadores, eludir este proceso de reorganización del ADN no se parece a nada que hayan visto jamás..
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"Es increíble. También es increíblemente disfuncional", dijo a Rhythm89 el autor principal, Benjamin Oldroyd, profesor de genética del comportamiento en la Universidad de Sydney, refiriéndose al hecho de que normalmente se requiere una reorganización para mantener unidos los cromosomas durante el proceso de producción de huevos.. "Sin embargo, de alguna manera se las han arreglado para hacerlo [todavía ponen huevos]. Es una locura; no había oído hablar de nada como esto antes, en ningún lado".
Las abejas obreras y otros insectos sociales tienen la capacidad de reproducirse a través de una forma de reproducción asexual llamada partenogénesis litoca, en la que las hembras producen descendencia femenina a partir de huevos no fertilizados. Cada vez que crea descendencia, la abeja obrera monoparental replicará los cromosomas querecibido de sus padres una reina y un zángano macho en cuatro. A continuación, toma el material genético de los cuatro cromosomas, lo reorganiza y crea cuatro cromosomas con ese ADN mezclado a través de un proceso llamado recombinación. Esta reorganización garantiza que,incluso con un solo padre, la descendencia futura será genéticamente distinta.
Sin embargo, como solo se seleccionan dos cromosomas de los cuatro y una pareja sexual no introduce material genético nuevo, esto conduce a una pérdida promedio de un tercio de la diversidad genética cada vez que se realiza la mezcla, o cada generación,Oldroyd dijo. Después de unas pocas generaciones de reproducción partenogenética, la pérdida acumulada de material genético conduce a niveles de diversidad genética que son lo suficientemente bajos como para ser letales.
La mayoría de los insectos sociales, por lo tanto, dependen de una reina que se reproduce sexualmente en su nombre. A cambio, los trabajadores genéticamente diversos mantienen la salud de la colonia y protegen la cría de sus hermanos y primos estrechamente relacionados.
"Es como en una sociedad humana, tenemos esta tensión entre lo que es bueno para el individuo y lo que es bueno para la sociedad, y creamos todas estas normas sociales que nos permiten funcionar", dijo Oldroyd. "En las sociedades de abejas, una de las cosas que evolucionó para suprimir el comportamiento egoísta es [que] los trabajadores generalmente no pueden poner huevos ".
Esto es principalmente cierto en el caso de la abeja del Cabo, que en general se rige por las reglas habituales de reproducción social de insectos, según Oldroyd. Pero las abejas del Cabo tienen una mutación genética que les permite poner huevos de forma partenogenética con todo el material genético.de los cuatro cromosomas para que no arrojen ninguno de esos cromosomas de alguna manera. Con esa capacidad, pueden prevenir la pérdida inmediata de diversidad genética causada por el proceso de reorganización. Esto les permite clonarse a sí mismos cuando lo deseen durante décadas,incluso si la clonación a un plazo mucho más largo conduce a una población que, en general, no tiene diversidad genética.
Esta superpotencia de clonación coloca a las colonias en un punto de equilibrio mucho más fino entre el individualismo y la socialidad. Y si se vuelcan, pueden estar en riesgo de extinción, según los investigadores.
Para comprender cómo los clones pueden crear millones de copias de sí mismos y, sin embargo, seguir siendo funcionales, Oldroyd y su equipo compararon los genomas de las obreras de la abeja del Cabo con los de su reina y su descendencia.
Después de obligar a la reina del Cabo a reproducirse asexualmente al colocarle una cinta quirúrgica que le impedía aparearse, el equipo examinó ciertas secuencias de ADN tanto de la reina del Cabo como de las 25 larvas que produjo. Luego, hicieron lo mismo con cuatro abejas del Cabotrabajadores y sus 63 larvas.
El equipo descubrió que la descendencia de la reina reproducida asexualmente tenía niveles de recombinación mezcla de ADN 100 veces mayores que la descendencia clonada genéticamente idéntica de las obreras, un hallazgo que sugiere que las abejas obreras del Cabo han desarrollado una mutación que evita la recombinación.Sin el riesgo de una pérdida de un tercio de material genético causado por el proceso de reorganización asexual, los trabajadores son libres de crear continuamente copias perfectas de sí mismos.
La capacidad de los trabajadores para clonar a voluntad coloca a sus colonias en una posición mucho más precaria, especialmente una vez que la reina se va o muere y el antiguo orden social colapsa. En lugar de gastar energía para recuperar la colonia, los trabajadores dedicaránellos mismos a esquemas egoístas, como encontrar formas de colocar a sus clones en posiciones de poder.
"Si se lleva a la reina, por ejemplo, en lugar de criar una nueva reina como lo harían otras especies de abejas, estas abejas simplemente comenzarán a poner huevos", dijo Oldroyd. "También hay celdas, llamadas celdas de la reina, donde elLa reina pone los huevos que contienen futuras reinas. Es perfectamente posible que un trabajador vuele desde otra colonia, o que uno de los trabajadores existentes en esa colonia venga y reemplace ese huevo de reina con uno de sus huevos clon. De esa manera, pueden serreencarnado genéticamente como una reina ".
Pero un linaje de obreras de las abejas del Cabo ha llevado este comportamiento socialmente parasitario aún más lejos, hasta el punto en que ya no necesitan una reina, y solo existen al hacerse cargo de las colmenas de las abejas melíferas de las tierras bajas africanas. Miembros que pertenecen a una sola ramade las abejas del Cabo clon rebeldes se cuelan en las colmenas de abejas de las tierras bajas africanas, que se utilizan comúnmente con fines agrícolas, y ponen tantos huevos como pueden, que las abejas de las tierras bajas africanas confunden con los suyos y la cría.
El clon parásito de larvas de abeja del Cabo está involucrado en este ardid, incluso enviando señales a sus desafortunados anfitriones para que los alimenten tanto como sea posible. Este comportamiento de cuco les permite hacer crecer sus cuerpos y sus ovarios casi al tamaño de una reina..
"Los clones de abejas del Cabo no hacen ningún trabajo dentro de esas colmenas porque se han vuelto reproductivos", dijo Oldroyd. "Simplemente se pavonean con esta actitud como, 'Sí, vas a trabajar para mí'.Muy rápidamente conduce al colapso de la colmena. Como individuos, estos clones son bastante disfuncionales, por lo que es de esperar que desaparezcan. Pero son muy parecidos a las células de un tumor en este aspecto, no es así.importa si todos los clones están sanos, siempre que haya suficientes para explotar el host ".
Los trabajadores de las abejas del Cabo que participan en este comportamiento parasitario son los descendientes genéticamente idénticos de un solo trabajador que vivió en 1990, según Oldroyd. Este único linaje de clones es responsable del colapso del 10% de las colonias de abejas de las tierras bajas africanas cada año.año.
Ahora que los investigadores saben cómo los trabajadores pueden lograr su extraño truco de clonación, quieren averiguar cómo las reinas pueden activar el gen que permite la recombinación y cómo los trabajadores pueden desactivarlo. También quieren investigar elColmenas de las tierras bajas africanas parasitadas por los trabajadores de las abejas del Cabo, para averiguar qué desencadena el colapso de la colmena.
Los investigadores publicaron sus hallazgos el 9 de junio en la revista Actas de la Royal Society B .
Publicado originalmente en Rhythm89.