Desarrollan un rasgo genético complejo en el laboratorio
Los biólogos, de la Universidad Duke, también han demostrado el mecanismo hormonal básico que subyace tras la evolución de esos rasgos duales.
Sus experimentos mejoran la comprensión de cómo rasgos complejos que implican a muchos genes pueden abruptamente "florecer" en la evolución de un organismo.
Los rasgos complejos, o "polifenismos", se manifiestan cuando los animales con la misma base genética pueden producir rasgos muy diferentes, o fenotipos, en ambientes distintos. Por ejemplo, las hormigas genéticamente idénticas pueden seguir distintos desarrollos para convertirse en reinas, soldados, u obreras, según su ambiente hormonal. O una misma mariposa puede asumir coloraciones muy diferentes dependiendo de si se encuentra en invierno o bien en verano. En mamíferos se da probablemente también algún tipo de polifenismo, como parecen por ejemplo demostrar el desarrollo estacional de cornamentas o cambios del pelaje o coloración de éste en ciertos animales.
Aunque se conoce la maquinaria básica que subyace tras el polifenismo, no estaba claro cómo esos rasgos complejos, que involucran mutaciones en múltiples genes, podrían evolucionar y persistir.
En sus experimentos, Frederik Nijhout y Yuichiro Suzuki escogieron una especie de gusano cornudo del tabaco, del tamaño de un dedo, Manduca sexta, que normalmente produce sólo larvas verdes.
Frederik Nijhout muestra una oruga polifénica desarrollado por él y Yuichiro Suzuki. (Foto: Les Todd )
Puesto que una especie relacionada, Manduca quinquemaculata, desarrolla larvas negras o verdes cuando es expuesta a temperaturas inferiores o superiores, los investigadores teorizaron que los cambios de temperatura podrían desarrollar un polifenismo similar en M. sexta.
Suzuki y Nijhout dirigieron sus experimentos sobre una forma mutante de M. sexta, que es negra por la menor producción de una hormona crucial llamada hormona juvenil. Se sometieron las orugas al calor durante un período crítico, y a lo largo de múltiples generaciones fueron seleccionadas para formar dos líneas diferentes de orugas mutantes. Una línea polifénica fue seleccionada para demostrar verdosidad incrementada en el tratamiento térmico, y una línea monofénica fue escogida para demostrar una disminución de color en el mismo tratamiento.
Después de criar y seleccionar diez generaciones de orugas, con casi 300 individuos por generación, los investigadores encontraron que, ciertamente, habían creado dos cepas distintas. La cepa polifénica desarrollaría un color verde en temperaturas superiores, alterándose abruptamente a una temperatura de casi 28 grados C. En contraste, la cepa monofénica permaneció negra en todas las temperaturas.
Los experimentos revelaron que fue el nivel de hormona juvenil en las orugas lo que reguló que se volvieran negras o verdes. Aplicando una mancha de hormona juvenil extraída de una oruga verde a una oruga negra durante un período crítico, Suzuki pudo producir una mancha verde en esa oruga.
