Investigadores de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) están investigando en colaboración con colegas de Frankfurt/Main, Oxford y Würzburg cómo el complejo comportamiento cooperativo de las abejas (Apis mellifera) está genéticamente programado para poder transmitirse a las generaciones posteriores. Según explican en la revista Science Advances, han encontrado una respuesta en el llamado gen doublesex (dsx).
Las interacciones conductuales entre organismos son fundamentales y a menudo hereditarias. Cada ser humano y cada animal interactúa de una forma u otra con otros individuos de su grupo social a través de su comportamiento. En el reino animal, esto tiene considerables ventajas en la búsqueda colectiva de alimento, la defensa contra los depredadores y la crianza de la descendencia.
En algunos animales, como las abejas, los vínculos de comportamiento social son tan fuertes que los miembros individuales forman una sociedad muy unida que funciona colectivamente como un único “superorganismo”. Mediante su comportamiento individual, miles de abejas obreras protegen a toda la colonia, la alimentan y cuidan de la cría.
El profesor Martin Beye, director del Instituto de Genética Evolutiva de la HHU y autor correspondiente del estudio, destaca: “El repertorio de comportamiento de las abejas individuales y su función en la colonia no se aprende, sino que se hereda. Hasta ahora, no se sabía cómo se codificaban genéticamente comportamientos tan complejos”.
Junto con colegas de las universidades de Frankfurt/Main, Oxford y Würzburg, el equipo de investigadores de la HHU dirigido por Beye y la primera autora, la Dra. Vivien Sommer, ha descubierto ahora que un gen especial, conocido como dsx, especifica el comportamiento específico de las abejas obreras.
Sommer afirma: “El gen programa si una abeja obrera asume una tarea en la colonia y durante cuánto tiempo. Esto incluye tareas colectivas como el cuidado de las larvas o la búsqueda de alimento e intercambios sociales de fuentes de alimento, por ejemplo”.
Los biólogos utilizaron las tijeras genéticas CRISPR/Cas9 en sus investigaciones para modificar o desactivar el gen dsx en abejas seleccionadas. Los investigadores colocaron un código QR en las abejas manipuladas y luego monitorearon su comportamiento en la colmena con cámaras. Las secuencias de video resultantes se analizaron con la ayuda de inteligencia artificial para determinar los patrones de comportamiento individuales de las abejas.
Sommer añade: “Nuestra pregunta central era si los patrones de comportamiento heredados cambiaban como resultado de la modificación genética y de qué manera. Tales cambios deben reflejarse en el sistema nervioso de las abejas obreras, donde se controla el comportamiento específico”.
Los investigadores introdujeron la proteína fluorescente verde (GFP) en la secuencia dsx para que la GFP se produjera junto con la proteína dsx. Los circuitos neuronales se pudieron observar mediante microscopía de fluorescencia, tanto en las abejas no modificadas como en las modificadas genéticamente.
“Pudimos usar estas herramientas para ver exactamente qué vías neuronales crea el gen dsx en el cerebro y cómo este gen, a su vez, especifica los patrones de comportamiento heredados de las abejas melíferas”, explica la investigadora de doctorado Jana Seiler, quien también es coautora del estudio.
“Nuestros hallazgos indican que existe un programa genético fundamental que determina el circuito neuronal y el comportamiento de las abejas obreras”, afirma el catedrático Dr. Wolfgang Rössler, del Departamento de Fisiología del Comportamiento y Sociobiología, que dirigió el estudio en la Universidad de Würzburg.
En el siguiente paso, los investigadores quieren pasar del nivel de la abeja melífera individual al superorganismo de la colonia de abejas.
Alina Sturm, que también es investigadora doctoral en la HHU y coautora del estudio, añade: “Esperamos encontrar la conexión entre la programación individual y el comportamiento coordinado de muchos individuos”.
Fuente: Phys.org.
