“La vida de las abejas es como un pozo m\u00e1gico. Cuanto m\u00e1s se saca, m\u00e1s hay para sacar”. La frase es de Karl von Frisch (1886-1982), el austr\u00edaco que descifr\u00f3 la comunicaci\u00f3n entre las abejas y por eso comparti\u00f3 junto a dos colegas el Premio N\u00f3bel de Fisiolog\u00eda y Medicina, en 1973, y el t\u00edtulo de padre de la etolog\u00eda, que es el estudio del comportamiento animal. Los bi\u00f3logos Zil\u00e1 Sim\u00f5es, Klaus Hartfelder y M\u00e1rcia Bitondi, del Laboratorio de Biolog\u00eda del Desarrollo de Abejas (LBDA) en el campus de Ribeir\u00e3o Preto de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), hace m\u00e1s de dos d\u00e9cadas que sacan tesoros de ese pozo. Ellos investigan c\u00f3mo los genes y hormonas interact\u00faan con el ambiente y determinan las castas de las abejas, uno de los grandes misterios de la biolog\u00eda. El equipo brasile\u00f1o forma parte de un consorcio internacional de grupos de investigaci\u00f3n que en octubre anunci\u00f3 que completaron la secuencia del genoma de la abeja, el primer insecto social en ser estudiado en ese aspecto. Lo que vino dentro de ese balde sacado del pozo muestra que la declaraci\u00f3n de Von Frisch es m\u00e1s actual que nunca.<\/p>\n
En la sociedad de las abejas s\u00f3lo la reina se reproduce. Las obreras cuidan las larvas y garantizan el mantenimiento de la colonia. Charles Darwin lleg\u00f3 a temer que la existencia de una casta est\u00e9ril pusiese en riesgo su teor\u00eda de la selecci\u00f3n natural ?que dice que s\u00f3lo vencen en el juego de la evoluci\u00f3n aqu\u00e9llos que dejan descendientes fuertes. El enigma fue estudiado desde diversos \u00e1ngulos a lo largo del \u00faltimo siglo, y ahora la gen\u00f3mica, llega para dar una manito. Como participantes del Proyecto Genoma, los genetistas de Ribeir\u00e3o Preto son responsables por la investigaci\u00f3n de la gen\u00e9tica de la formaci\u00f3n de castas. Con base en experimentos realizados a lo largo de la \u00faltima d\u00e9cada ellos ahora identificaron 51 genes decisivos en la diferenciaci\u00f3n de reinas y obreras y est\u00e1n develando un complejo sistema de regulaci\u00f3n gen\u00e9tica, protagonista en la evoluci\u00f3n del sistema social de las abejas.<\/p>\n
Luego del nacimiento A pesar de la homogeneidad gen\u00e9tica, las diferencias entre las castas son pronunciadas. Una reina vive entre uno y dos a\u00f1os. Durante ese tiempo ella pone hasta 2 mil huevos por d\u00eda, a partir de espermatozoides almacenados en una \u00fanica ocasi\u00f3n. Las obreras parecen ser en cierta forma descartables. Ellas viven entre treinta d\u00edas y seis meses, y al volverse “campestres o recolectoras” tienen un sistema inmunol\u00f3gico poco activo y comen menos, pr\u00e1cticamente s\u00f3lo carbohidratos. Existen decenas de miles en cada colonia y, al morir, son sustituidas por otras.<\/p>\n Durante su vida laboral, esencial para la supervivencia y el crecimiento de la colmena, la funci\u00f3n de las obreras adultas var\u00eda conforme a la edad: limpiar y construir la colmena, alimentar y cuidar a las larvas en desarrollo, defender la colonia y recolectar alimento. En esta \u00faltima funci\u00f3n ellas son llamadas campestres. Para monitorear el comportamiento de los insectos durante el transcurso de esos diferentes estadios, en el Laboratorio de Abejas los investigadores observan colmenas vidriadas, donde las obreras son marcadas con plaquitas coloreadas numeradas adosadas en su torso. Las abejas marcadas no parecen incomodarse: comienzan a volar y, de regreso en la colonia, a bailar para indicar a las compa\u00f1eras donde est\u00e1 la comida. Explicar el orquestado de toda esa variedad comportamental y fisiol\u00f3gica estimula desde hace m\u00e1s de dos d\u00e9cadas la curiosidad de Zil\u00e1, Hartfelder y M\u00e1rcia. Para entender c\u00f3mo se crea una reina o una obrera, ellas emprendieron una extensa investigaci\u00f3n del funcionamiento gen\u00e9tico y hormonal de las abejas. El esfuerzo dio sus frutos: antes de que se iniciase el Proyecto Genoma, el grupo ya hab\u00eda identificado y secuenciado un gen clave en la diferenciaci\u00f3n de castas. Es el responsable por la s\u00edntesis de la vitelogenina (VG), una prote\u00edna esencial para la reproducci\u00f3n, ya que representa buena parte del alimento (vitelo) que nutre al embri\u00f3n dentro de los huevos. Adem\u00e1s de su funci\u00f3n reproductiva, la vitelogenina influye en la longevidad y en el sistema inmunol\u00f3gico del insecto, tanto en reinas como en obreras.<\/p>\n El proyecto de investigaci\u00f3n llevado a cabo en\u00a0 el LBDA indic\u00f3 que la alimentaci\u00f3n de las larvas con jalea real tiene influencia directa sobre el sistema hormonal, que aumenta la s\u00edntesis de hormonas juveniles. Esas larvas entonces se vuelven reinas, que producen m\u00e1s vitelogenina. “Es posible crear reinas sin jalea real”, cuenta Zil\u00e1. “La hormona juvenil aplicada experimentalmente conduce a su formaci\u00f3n”. Seg\u00fan Hartfelder, se encuentra programada en las c\u00e9lulas de los ovarios de las obreras una muerte celular acentuada. Una mayor cantidad de hormona juvenil en la larva de la reina impide la atrofia de los \u00f3rganos reproductivos. Las obreras, que escaparon de la dosis m\u00e1gica de hormona juvenil durante el desarrollo embrionario, no se hallan exentas de su influencia. En cierto momento de su vida la producci\u00f3n de hormonas aumenta, la s\u00edntesis de vitelogenina cae y ellas comienzan a volar en b\u00fasqueda de alimento: se vuelven campestres.<\/p>\n Pero cuidado: No estamos ante la posibilidad de denominar al gen VG como gen de las castas. Las interacciones g\u00e9nicas son muy complejas y a\u00fan se encuentran lejos de ser completamente comprendidas. Con el genoma completo, ahora ser\u00e1 posible investigar en forma m\u00e1s general la influencia de los genes en el organismo y en el comportamiento de las abejas. En el caso del LBDA, el equipo identific\u00f3 en el genoma, 51 genes ligados al desarrollo de las castas. Los investigadores consideran que esos no son los \u00fanicos genes envueltos en el proceso, pero parecen estar entre los m\u00e1s importantes.<\/p>\n Trabajo acelerado Con la secuenciaci\u00f3n del genoma, surgen puntos que antes no pod\u00edan estudiarse. En este caso, cuestiones t\u00edpicas de los insectos sociales, como la divisi\u00f3n del trabajo, las castas reproductivas o los sistemas de comunicaci\u00f3n. Un proceso simplificado, que ya se utiliz\u00f3 en otros proyectos como el de la vaca y el del eucalipto, permite secuenciar solamente los genes activos \u2014\u00a0aqu\u00e9llos que tienen la funci\u00f3n de producir prote\u00ednas.<\/p>\n Pero el ADN contiene una inmensidad de otros tramos que no producen sustancias directamente, y por eso eran llamados ADN basura. Sin embargo cada vez m\u00e1s investigaciones est\u00e1n demostrando que esos tramos del genoma tienen una importancia inmensa. “El genoma completo contiene informaci\u00f3n acerca de secuencias reguladoras”, dice Hartfelder. El sistema de regulaci\u00f3n permite entender c\u00f3mo funciona el organismo y puede contener el origen de marcadas diferencias entre animales gen\u00e9ticamente similares. El an\u00e1lisis del genoma de la abeja ya devel\u00f3 importantes pistas sobre mecanismos de regulaci\u00f3n de los genes \u2014\u00a0el sistema de metilaci\u00f3n y los micro ARN’s. Son mol\u00e9culas capaces de desligar genes y por eso determinan las partes del genoma activo conforme cada individuo y cada momento. Las interacciones dentro del genoma y la actividad de los genes son conocidas como redes gen\u00e9ticas. Ese tipo de sistema puede ser responsable por buena parte de las diferencias entre la casta reproductiva y la no reproductiva, adem\u00e1s de determinar las sucesivas funciones de las abejas obreras a lo largo de su vida.<\/p>\n La diferencia entre reinas y obreras, por ejemplo resulta evidente cuando se estudian las redes gen\u00e9ticas de ambas castas. Esas redes se representan como peque\u00f1os c\u00edrculos que indican los genes super expresados (m\u00e1s activos), con l\u00edneas entre ellos que muestran conexiones funcionales \u2014\u00a0un gen activa o inactiva a otro, por ejemplo. Zil\u00e1 muestra dos de esos esquemas, uno de ellos tan intrincado que las l\u00edneas se entrecruzan en la vista: “\u00c9sta es una obrera”, remarca. La m\u00e1s simple muestra una reina. Para el genetista es como mirar fotograf\u00edas de las abejas de ambas castas. Las obreras tienen un cerebro mayor, con m\u00e1s neuronas, y su red gen\u00f3mica es m\u00e1s compleja.<\/p>\n Adem\u00e1s de representar un avance importante en la comprensi\u00f3n de un insecto social, el Proyecto Genoma de la abeja puede contar con aplicaciones pr\u00e1cticas. Zil\u00e1 destaca la posibilidad de mejora gen\u00e9tica de las abejas para la producci\u00f3n comercial de miel, pues ahora se sabe que son los genes los que confieren las caracter\u00edsticas deseables. Pero el investigador en apicultura Mendelson Guerreiro de Lima, de la Universidad del Estado de Mato Grosso (Unemat), ve estos avances con cautela: “Los resultados de la investigaci\u00f3n de avanzada tardan en aplicarse en el campo real”.<\/p>\n Brasil es uno de los mayores productores mundiales, pues fue aqu\u00ed que se\u00a0 desarroll\u00f3 la abeja h\u00edbrida entre la variedad europea y la africana, mucho m\u00e1s productiva y resistente, pero tambi\u00e9n extremadamente agresiva \u2014\u00a0o defensiva, como dice Hartfelder. Pero, explica Lima, por causa del car\u00e1cter extractivo de la apicultura brasile\u00f1a, la producci\u00f3n por colmena es cinco veces menor que la de Canad\u00e1, por ejemplo, donde las condiciones clim\u00e1ticas limitan la etapa de producci\u00f3n a menos de la mitad del a\u00f1o y obligan a los apicultores a optimizar la productividad.<\/p>\n Desde su ventana del campus de la USP en Ribeir\u00e3o Preto, Zil\u00e1 y sus colegas observan colmenas donde las abejas que estudian conviven con agut\u00edes, lagartos y boas. Ese escenario tan brasile\u00f1o ya formaba parte del paisaje internacional, como prueba la presencia de Klaus Hartfelder: \u00e9l realiz\u00f3 su doctorado en Alemania en colaboraci\u00f3n con el grupo brasile\u00f1o y acab\u00f3 cambiando su carrera acad\u00e9mica en su pa\u00eds natal por la USP en el interior paulista. Zil\u00e1 afirma que el Proyecto Genoma tiene tambi\u00e9n ese m\u00e9rito: llev\u00f3 a la comunidad internacional de investigadores de insectos sociales a interactuar en modo mucho m\u00e1s activo. Con ese equipo organizado, el pozo m\u00e1gico no hallar\u00e1 sosiego.<\/p>\n Los proyectos<\/strong> Coordinadora Inversi\u00f3n
\n<\/strong>Quienes creen en la supremac\u00eda de los genes se sorprender\u00edan al descubrir que abejas de castas diferentes sean iguales desde el punto de vista gen\u00e9tico. “Eso se sabe desde hace d\u00e9cadas”,\u00a0 afirma Zil\u00e1. En las primeras 48 horas de vida, cometa M\u00e1rcia, basta alimentar a cualquier larva con jalea real para originar una nueva reina. Los apicultores, que cr\u00edan abejas para la producci\u00f3n comercial de miel y prop\u00f3leos, utilizan ese conocimiento para multiplicar sus colmenas.<\/p>\n
\n<\/strong>Los genetistas creen que los resultados sobre el genoma proporcionar\u00e1n un gran avance en el conocimiento sobre insectos sociales. Trabajar con un gen por vez se hace muy lento. Zil\u00e1 estima que llevar\u00e1 alrededor de un a\u00f1o para secuenciar cada uno de ellos. Por ello, el m\u00e9todo diez veces m\u00e1s r\u00e1pido empleado en los proyectos de secuenciado de los genomas permite un progreso considerable. Pero es la experiencia laboral de Zil\u00e1, M\u00e1rcia y Hartfelder con los sistemas gen\u00e9tico y hormonal de las abejas lo que los conduce a integrar el consorcio internacional que re\u00fane a 170 investigadores de 65 instituciones para descifrar el ADN de la abeja. La estimaci\u00f3n es que su genoma se halle compuesto por alrededor de 10 mil genes, una cantidad menor a la de otros insectos ya secuenciados: la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster<\/em>), el mosquito que transmite la malaria (Anopheles gambiae<\/em>) y el gusano de seda (Bombyx mori<\/em>).<\/p>\n
\n1-\u00a0Gen\u00f3mica funcional de la Apis mellifera \u2014\u00a0b\u00fasqueda de nuevos genes y redes funcionales en el contexto del desarrollo, de la diferenciaci\u00f3n de castas y de la reproducci\u00f3n.
\n2-\u00a0Modelado con ecuaciones diferenciales del desarrollo sexual de la Apis mellifera.<\/p>\n
\n<\/strong><\/em>Zil\u00e1 Luz Paulino Sim\u00f5es \u2014\u00a0USP<\/p>\n
\n<\/strong><\/em>R$ 830.083,39 (FAPESP) y\u00a0 R$ 99.000 (CNPq)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Los bi\u00f3logos comienzan a entender como act\u00faan los genes en la diferenciaci\u00f3n entre las abejas reinas de las obreras.\r\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[95],"class_list":["post-80701","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80701","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=80701"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80701\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=80701"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=80701"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=80701"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=80701"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}