Científicos revelan las fuentes evolutivas de los cuernos de escarabajo

   MADRID, 22 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Un descubrimiento en el escarabajo de estiércol ha obligado a revisar la comprensión de los biólogos sobre cómo innova la naturaleza.

   Al estudiar cómo evolucionan los organismos, los biólogos consideran que la mayoría de los rasgos o características se derivan de alguna versión anterior ya presente en sus antepasados y pocos rasgos se consideran verdaderamente "novedosos".

   Pero ahora ha surgido una evidencia, en un estudio publicado en la revista 'Science', que ilumina cómo pueden evolucionar las cosas nuevas, a partir de una investigación sobre el escarabajo de estiércol.

   En los libros de texto de biología, la novedad tiene una definición estricta: no debe tener relación con ninguna estructura encontrada en un antepasado y ninguna relación con ninguna otra parte del cuerpo en otra parte del organismo. Según esta definición, las aletas pectorales de un delfín no son una novedad porque son extremidades anteriores modificadas que ya existían.

   Sin embargo, algunos expertos sostienen que esto crea un problema, ya que significa que la novedad aparentemente debe surgir de la nada. Debe "surgir de la nada" en el tiempo evolutivo.

"Los escarabajos de estiércol son criaturas fascinantes", destaca Armin Moczek, autor principal del estudio y profesor en el Departamento de Biología del Bloomington College of Arts and Sciences de la Universidad de Indiana (IU), en Estados Unidos.

   Entre sus muchas cualidades, una estructura los ha colocado a la vanguardia de las discusiones sobre la novedad entre los investigadores. Esa estructura es su cuerno torácico, que se considera como un ejemplo de libro de texto de una novedad evolutiva. Esto se debe a que el cuerno torácico es exclusivo de los escarabajos con cuernos, y parece no tener relación con ninguna otra estructura en el animal.

   Sin embargo, esta visión ahora está cambiando. El nuevo estudio dirigido por IU, que aparece en la portada de la revista, proporciona evidencia de que la formación del cuerno torácico está instruida por la misma red central de genes que condujo a la evolución de las alas de los insectos: estructuras de vuelo que existen en los segmentos torácicos vecinos.

   De hecho, esta antigua red de genes es anterior no solo a las alas y los cuernos; ya existía antes de que hubiera insectos, y en cada segmento a lo largo de todo el cuerpo.

   "Este trabajo nos obliga a repensar lo que queremos decir con 'novedad' --reconoce Moczek--. Cada segmento de insectos posee esta red de genes, y como tal, es una característica antigua de su composición. Sin embargo, lo que cada segmento hace con esta red es tan notablemente variable que puede producir rasgos que en la superficie parecen no tener nada en común, como alas y cuernos".

   Para llevar a cabo el estudio, Moczek, junto con los autores principales Yonggang Hu y David M. Linz, desactivaron varios genes en esta 'red de genes del ala' en tres especies diferentes de escarabajos: 'Onthophagus sagittarius', 'O. taurus' y 'O. binodis'. En las tres especies, los investigadores se sorprendieron al descubrir que la desactivación de genes en la red afectó significativamente no solo la formación de alas, sino también los cuernos torácicos, haciendo que se redujeran o estuvieran completamente ausentes.

   También demostraron que podían manipular otros genes y obligar a los cuernos a transformarse en alas "ectópicas", o alas adicionales en la parte incorrecta del cuerpo, lo que proporcionó evidencia adicional de que los cuernos y alas torácicos eran productos alternativos intercambiables misma red de genes.

   Pero este trabajo también se extiende más allá de los escarabajos de estiércol y sus cuernos torácicos. "Este segmento del cuerpo de los insectos, el primer segmento torácico, es lo que llamamos un 'punto de acceso' de innovación morfológica en los insectos --explica Moczek--. Alberga muchas características morfológicas muy diversas: cuernos en escarabajos, cascos en saltamontes, proyectos laterales de bichos de encaje y muchos más".

   "Esta nueva evidencia es profunda ya que sugiere que toda esta gran diversidad, todas estas novedades, podrían de hecho ser habilitadas por una red de genes única que se utilizó hace millones de años para formar las alas en otros segmentos del cuerpo", añade.

   Hu, Linz y Moczek agregaron que estos resultados contribuyen a un llamado creciente a reexaminar la utilidad de definir la novedad morfológica como la ausencia de relación con otras estructuras. Más bien, este trabajo sugiere que la novedad puede surgir a través de esa relación, y en consecuencia, las definiciones de los libros de texto de lo que constituye la novedad pueden necesitar ser redefinidas.