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Descubren punto clave para resolver el enigma de las alas de los insectos

Publicado: 20 abr 2018 00:23 GMT

Dos tejidos se fusionaron para formar las alas de los escarabajos centenares de millones de años atrás, según un estudio genético.

Descubren punto clave para resolver el enigma de las alas de los insectos
Ejemplar de Tribolium castaneum.
wikipedia.org / Eric Day, Virginia Tech, Blacksburg, Va / Dominio público
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Dos investigadores estadounidenses han dado un paso significativo para develar uno de los mayores misterios de la evolución: cómo los insectos adquirieron la capacidad de volar, informa The New York Times. 

En su estudio, Yoshinori Tomoyasu y David Linz, biólogos evolutivos de la Universidad de Miami, explican cómo lograron diseñar genéticamente larvas de escarabajo con alas sobre sus abdómenes.

Los orígenes

Los insectos aprendieron a volar hace ya entre 300 y 360 millones de años, mucho antes que las aves, murciélagos o pterosaurios. La enorme mayoría de ellos cuenta hoy en día con alas o han evolucionado de antepasados voladores, señala Linz.

Hipótesis dominantes

El problema es que no existen evidencias fósiles que correspondan al periodo en que evolucionaron las capacidades voladores de los insectos. De ahí una gran variedad de hipótesis sobre las orígenes de sus alas. En otras palabras, esa evolución se produjo hace tanto que "es muy difícil decir qué pasó", explica Tomoyasu.

Durante mucho tiempo ha habido dos hipótesis rivales al respecto. La 'hipótesis tergal' sugiere que las alas se originaron en el tergum, la parte superior de la coraza corporal del insecto, probablemente como membranas planeadoras. La 'hipótesis pleural' sostiene que las alas se originaron en los antiguos segmentos de las patas, que se fusionaron con el cuerpo antes de terminar en la espalda.

El surgimiento de la biología evolutiva del desarrollo, junto con avances genéticos, han dado peso a una tercera posibilidad, la hipótesis de doble origen. Planteada en 1974, supone que las alas de los insectos representan la fusión de dos tejidos separados: la pared dorsal del cuerpo proveyó la membrana, mientras que su articulación surgió de los segmentos de las patas.

Aunque este tipo de fusión evolutiva suena extraño, existen precedentes. Los antepasados de los inspectos probablemente tenían segmentos corporales relativamente simétricos, cada uno con un par de patas. Estos segmentos se modificaron en formas muy diversas con el paso de milenios. De manera que en algunos las patas se perdieron en el abdomen, en otros se movieron hacia la cabeza, convirtiéndose en antenas.

Manipulación genética

Tomoyasu y Linz trabajaron con Tribolium, o escarabajos de la harina, dado su genoma completamente secuenciado. No vuelan bien y es fácil mantenerlos en el laboratorio.

En su estudio inicial, los investigadores desactivaron ciertos genes de los escarabajos para manipular los segmentos del cuerpo que tenían ala. Para su sorpresa, esto afectó partes anatómicas que habían parecido no vinculadas al vuelo, cosa que apoyó la idea de que las alas son tejidos compuestos.

Luego los científicos prestaron atención a las pupas, que cuentan con conjuntos de pinzas defensivas en miniatura a lo largo de sus abdómenes. Estos se ubican cerca de la parte superior del insecto, lo cual los hace un modelo probable de las estructuras tempranas de las alas.

Tomoyasu y Linz introdujeron una proteína verde fluorescente en los escarabajos, que marcaba la expresión de ciertos genes vinculados a las alas, para facilitar la detección de los tejidos afectados por la manipulación genética. El resultado fue de dos tejidos verdes: uno en la zona de las pinzas dorsales y el otro en el tejido pleural.

A partir de allí, procedieron a producir pupas en las que ambos tejidos se fusionaron para formar pares de alas diminutas.

En busca de más pruebas

Sin embargo, el debate sobre la evolución de las alas de los insectos todavía está lejos del final.

"Por el momento basamos [el estudio] en una especie. Aunque vemos que son dos tejidos los que hacen las alas, esto podría ser exclusivo para este linaje", explicó Tomoyasu.

Por lo tanto, es preciso estudiar más insectos y este equipo ahora se dedica a cucarachas y algunos crustáceos, para ver si el proceso se repite de la misma manera.

Al mismo tiempo, Tomoyasu guarda un poco de esperanza de que un hallazgo fósil algún día ayude a resolver el misterio.

"Estamos muy seguros respecto a nuestros análisis, pero es una predicción. Sería genial ver la forma de un insecto ancestral", señaló el coautor del estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

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