Los escarabajos joya evolucionaron para ver colores duplicando genes

Los escarabajos joya han desarrollado una sensibilidad adicional al azul y al naranja duplicando y evolucionando sus genes visuales UV y verde.

Los escarabajos joya son insectos llamativos, fácilmente reconocibles por sus vivos colores y su brillo metálico. Con ojos grandes y bien desarrollados, los escarabajos joya utilizan la visión y el color para diversos comportamientos, como encontrar pareja y plantas huésped.

La visión del color en los insectos difiere de la nuestra. Unos genes especiales permiten a muchos insectos ver la luz ultravioleta (UV), así como el azul y el verde.

Una nueva investigación dirigida por Camilla Sharkey, asociada postdoctoral del laboratorio Wardill de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Minnesota, ha estudiado la compleja historia evolutiva de la visión de los escarabajos joya. Sus hallazgos se publican en Molecular Biology and Evolution.

Investigaciones anteriores del Dr. Sharkey han demostrado que antes de la evolución de los escarabajos modernos, sus antepasados perdieron la capacidad de ver la luz azul hace unos 300 millones de años. Esto pudo deberse a que los escarabajos antepasados se volvieron nocturnos o vivían en condiciones de poca luz. Posteriormente, al diversificarse, los escarabajos desarrollaron duplicados de los genes ancestrales que les permiten ver el espectro UV y verde. Estos genes duplicados pudieron seguir evolucionando, haciendo visibles nuevas partes del espectro de color y permitiendo ver señales de color más complicadas y diversas.

Los investigadores querían saber si los genes duplicados han evolucionado, permitiendo a los escarabajos ver colores que sus antepasados no podían ver. Como los escarabajos joya son difíciles de mantener en un laboratorio, copiaron los genes y los insertaron en moscas de la fruta, sustituyendo sus genes visuales normales. Mediante electrofisiología, comprobaron la sensibilidad al color que cada gen producía en las moscas. A continuación, buscaron cambios genéticos que pudieran subyacer a los cambios en la sensibilidad al color mediante el modelado de proteínas en 3D.

El estudio descubrió que los escarabajos joya han desarrollado una sensibilidad adicional al azul y al naranja duplicando y evolucionando sus genes visuales UV y verde. Esto permite una compleja sensibilidad al color tetracromática a las longitudes de onda de la luz ultravioleta, azul, verde y naranja, similar a la sensibilidad al color de los pájaros coloridos.

Cuando se modificaron y volvieron a probar los genes visuales, no se observó que los nuevos cambios genéticos relacionados con la detección del color modificaran la sensibilidad como se había previsto. informa la Universidad de Minnesota en un comunicado.

Todas las especies de escarabajos joya estudiadas hasta ahora tienen los cuatro tipos de genes diferentes que se aislaron en la investigación, lo que sugiere que todos los escarabajos joya tienen probablemente una sensibilidad compleja al color. Según Sharkey, "el siguiente paso es determinar si se pueden predecir tipos específicos de visión del color a partir de los genes y cómo la utilizan los insectos para gestionar mejor los insectos plaga y polinizadores, mejorando así la producción de cultivos."

Los investigadores también esperan comprender la base molecular de la sensibilidad al color del escarabajo joya, lo que proporcionaría una base para predecir la sensibilidad al color de los insectos a partir de la secuencia genética.