Completando el puzzle genético de las mariposas

Observe el grupo de mariposas sobre estas líneas. Son todas de la misma familia y entre ellas presentan ligeras variaciones de forma y color, lo que se conoce en biología como polimorfismo. Una de ellas, la del centro, es una hembra de Papilio polytes, y su principal característica es que es casi idéntica a otra especie de mariposa, Pachliopta aristolochiae, que es venenosa para los depredadores. ¿Qué proceso ha conducido a desarrollar este mimetismo y cómo se regulan estas variaciones?

El misterio se remonta al siglo XIX y los primeros pasos de la teoría de la evolución. Tanto Darwin como Wallace se habían fijado en las variaciones de las mariposas, pero fueron dos contemporáneos suyos, Bates y Müller, quienes empezaron a tirar de la madeja mientras exploraban a estos insectos en las selvas del Amazonas. El primero, Henry Walter Bates, se dio cuenta de que alguna mariposas inofensivas habían adoptado la forma de especies tóxicas, lo que les protegida del ataque de los predadores (lo que hoy se conoce como como mimetismo batesiano), mientras el segundo, Fritz Müller, observo algo aún más interesante: que algunas mariposas que ya eran tóxicas o incomestibles para los pájaros adoptaban la forma de otras especies venenosas que las superaban en número, como si adoptar un patrón ya conocido para sus depredadores les garantizara más éxito.

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En las últimas décadas, el estudio genético ha permitido comprender mejor cómo se producen estas variaciones y responder a la incógnita de si estos cambios morfológicos tienen un origen común o son saltos aleatorios que se producen en diferentes especies en momentos muy concretos. La clave se ha encontrado en los llamados supergenes, estructuras genéticas complejas dentro de un mismo cromosoma cuyos cambios son determinantes en la expresión del fenotipo. Uno de ellos, conocido como doublesex, es el que controla las variaciones de forma dentro de la misma especie (polimorfismo), pero no se conocía bien el papel de estos genes en el mimetismo. Ahora, el equipo de Marcus Kronforst ha estudiado con detalle las variaciones genéticas de una de las familias más conocidas de mariposas, los papiliónidos (Papilionidae), entre los que se encuentran Papilio polytes, capaz de mimetizarse con su pariente tóxica.

Los resultados de esta meticulosa reconstrucción de la historia genética de estas mariposas, que se publican en la revista Nature Communications, indican que hubo un solo origen de este mimetismo en P. polytes y que este ancestro común ya era polimórfico. Sin embargo, en el curso de dos millones de años este mimetismo se perdió en otras especies, probablemente en periodos en los que el tamaño del grupo se redujo drásticamente. Por otro lado, ciertos patrones de mimetismo aparecieron de forma independiente en múltiples ocasiones, lo que lleva a los autores ha concluir que, aunque se considera el polimorfismo como un valor adaptativo, el azar ha tenido un sorprendente papel tanto en la extensión del mimetismo como en la pérdida de estas formas miméticas en el proceso evolutivo.

Referencia: Tracing the origin and evolution of supergene mimicry in butterflies (Nature Communications) DOI 10.1038/s41467-017-01370-1