Los cucos falsifican las “firmas” de los huevos

El mundo está lleno de “cucos”, aves que han aprendido a eludir los costos de la paternidad poniendo sus huevos en el nido de otras especies. Este estilo de vida, denominado “parasitismo de cría”, tiene muchas ventajas, pero también presenta desafíos, como por ejemplo, cómo convencer a las otras especies para que acepten un huevo extraño. Muchos parásitos de cría logran esto imitando los colores y patrones de los huevos de su huésped, pero algunos son capaces de aprovecharse de varias especies de huéspedes cuyos huevos tienen aspectos diferentes.

Entonces, ¿cómo puede una sola especie de ave parásita de cría imitar simultáneamente los huevos de varias especies de aves diferentes para engañarlas para que críen a sus crías? ¿Y cómo estos falsificadores parásitos transmiten esta habilidad a sus crías a pesar del mestizaje entre aves criadas por diferentes anfitriones?

Estas preguntas han intrigado a los científicos durante más de un siglo. Ahora, la investigación genética realizada por un equipo internacional dirigido por la profesora Claire Spottiswoode del Departamento de Zoología de la Universidad de Cambridge y el profesor Michael Sorenson de la Universidad de Boston, ha logrado un gran avance, y sus hallazgos pueden ser malas noticias para los falsificadores de huevos.

Cucos con variedad de víctimas

El estudio, publicado este lunes en la revista PNAS, se centró en la genética del mimetismo de los huevos en el tejedor parásito (Anomalospiza imberbis), una especie que adopta un estilo de vida parásito de cría y se aprovecha de muchas especies de currucas en toda África. La investigación revela que las hembras de los tejedores heredan su capacidad de imitar la apariencia de los huevos de sus anfitriones de sus madres, a través del cromosoma W específico de la hembra (análogo al cromosoma Y específico del macho en los humanos).

Tal 'herencia materna' permite a los tejedores parásitos eludir el riesgo de heredar los genes de mimetismo incorrectos de un padre criado por un huésped diferente, y así ha permitido que distintos linajes de hembras de tejedores parásitos desarrollen un mimetismo de huevo especializado de varias especies de huéspedes diferentes. Tal mimetismo engaña a los padres anfitriones para que acepten un huevo parásito como propio en lugar de tirarlo fuera del nido, por lo que ha sido crucial para el éxito de estas aves africanas.

El estudio argumenta que "la selección de las defensas del huésped llevó a los tejedores parásitos a transferir el control de la apariencia del huevo a la parte del genoma heredada por la madre" hace al menos dos millones de años.

Una espada de doble filo

Pero los investigadores creen que esta 'arquitectura genética' establecida desde hace mucho tiempo de la herencia materna se puede volver en contra de los tejedores parásitos. “En esta particular carrera armamentista coevolutiva entre especies, la selección natural ha creado una espada de doble filo”, asegura Spottiswoode. 

“Si bien la herencia materna ha permitido que los tejedores exploten múltiples especies de huéspedes, es probable que disminuya su capacidad para desarrollar contraadaptaciones a medida que sus anfitriones desarrollan nuevas defensas”, añade la investigadora. “En particular, los parásitos se enfrentan a un desafío abrumador porque, a cambio, algunas especies anfitrionas han desarrollado una asombrosa diversidad de 'firmas' de colores y patrones de huevos, que ayudan a los anfitriones a distinguir sus propios huevos de los imitadores de parásitos".

Los datos de campo se recopilaron en un sitio de estudio en el sur de Zambia. Los tejedores parásitos en esta área engañan a cuatro especies diferentes de zarzaleros con un efecto devastador: si los padres anfitriones no detectan y eliminan un huevo parásito en su nido, el tejedor parásito joven normalmente supera a las propias crías de los anfitriones, que pronto mueren de hambre.

Una guerra de firmas

El equipo recolectó muestras de ADN de 196 tejedores parásitos de 141 nidos pertenecientes a las cuatro especies de currucas y estudió la mayoría mediante la secuenciación de miles de segmentos cortos en sus genomas.

Las especies parasitadas han desarrollado la capacidad de depositar "firmas" únicas en sus propios huevos 

En su lucha contra los falsificadores, los zarzaleros se han convertido en hábiles controladores de calidad, rechazando los huevos que difieren de los suyos en color y patrón, y las cuatro especies han desarrollado la capacidad de depositar "firmas" únicas en sus propios huevos para mejorar su detección de intrusos. Las prinias modestas (Prinia subflava), por ejemplo, ponen huevos con fondos azules, blancos, rojos o verde oliva superpuestos con una variedad de patrones.

Los tejedores parásitos han respondido no solo mediante la evolución del mimetismo de los huevos de sus diversas especies anfitrionas, sino que también se han diversificado aún más para imitar al menos algunas de las variaciones similares a las firmas observadas en los huevos de diferentes hembras dentro de cada especie anfitriona. 

El equipo estableció que ambas habilidades se transmiten a través de la herencia materna, validando finalmente una hipótesis propuesta por primera vez en 1933 por ornitólogos que reflexionaban sobre cómo el cuco común en Europa podía imitar de manera similar los huevos de varias especies de huéspedes diferentes.

¿Falsificadores en peligro?

Los investigadores creen que los tejedores parásitos ahora enfrentan una lucha cuesta arriba porque no pueden recombinar los diferentes rasgos de falsificación desarrollados por sus líneas familiares separadas. Por ejemplo, dos linajes diferentes de tejedores parásitos han desarrollado huevos con fondos azules o rojos, como una respuesta evolutiva a la diversidad similar en sus anfitriones prinias modestas, pero no hay evidencia de que puedan crear la mezcla precisa de pigmentos necesarios. para producir los huevos de color verde oliva que algunas hembras anfitrionas pueden producir.

Algunos parásitos han desarrollado huevos con fondos azules o rojos, como una respuesta evolutiva a la diversidad

En un estudio anterior, Spottiswoode descubrió que una proporción cada vez mayor de huevos puestos por anfitriones prinia son de color verde oliva, lo que sugiere que esto es parte de una lucha evolutiva acelerada. Como era de esperar, el equipo descubrió que estas aves anfitrionas están transmitiendo sus habilidades de "firma de huevo" antifraude a través de un proceso genético diferente (herencia biparental) al utilizado por los tejedores parásitos.

“Los tejedores parásitos se están perdiendo una poderosa fuente de novedad evolutiva y eso podría resultar costoso en esta carrera armamentista en curso”, asegura Spottiswoode. "La forma en que heredan su capacidad para imitar los huevos del huésped tiene un inconveniente al hacer que las defensas de los zarzaleros sean más efectivas y restringen la capacidad de respuesta del parásito.

“Es posible que veamos la aparición de firmas de huevos infalsificables que podrían obligar a los tejedores parásitos a cambiar a otras especies de huéspedes ingenuos”, añade. “O las aves parásitas podrían volverse cada vez más dependientes de los jóvenes huéspedes que aún no han aprendido sus propias firmas y son malos para detectar huevos que no coinciden”.

Referencia: Genetic architecture facilitates then constrains adaptation in a host-parasite coevolutionary arms race (PNAS) DOI 10.1073/pnas.2121752119