Secuenciado el genoma del pulgón del guisante
Un equipo internacional de científicos ha secuenciado el genoma del pulgón del guisante. El resultado de esta investigación, además de aportar información sobre la ecología y la evolución del pulgón, podría permitir el desarrollo de nuevas técnicas para el control de estos insectos, que ocasionan importantes plagas agrícolas. Este trabajo se ha publicado en la revista Public Library of Science (PLoS) Biology. Además, se pueden encontrar artículos relacionados en PLoS Genetics, Genome Biology y en un número especial de Insect Molecular Biology. Los pulgones se alimentan de las plantas mediante partes especializadas de su boca que les proporcionan acceso a las estructuras que transportan azúcares a lo largo de los vasos de los vegetales. Existen aproximadamente 5.000 especies de pulgones en todo el mundo, muchas de las cuales atacan a cultivos y plantas ornamentales. Además de dañar las plantas mediante la extracción de su savia, los pulgones también las perjudican de forma indirecta, ya que transportan virus que afectan a los vegetales. «Se calcula que las pérdidas anuales ocasionadas por los pulgones en los cultivos de todo el mundo ascienden a cientos de millones de dólares», señalan los investigadores. Los científicos responsables de este estudio se han centrado en el pulgón del guisante (Acyrthosiphon pisum), el cual, como indica su nombre, se alimenta de las plantas del guisante y otras legumbres. La primera sorpresa con la que se encontraron los investigadores fue el elevado número de genes que contiene este pulgón. «Encontramos una gran cantidad de genes: 35.000 en comparación con los 15.000 o 20.000 que poseen otros insectos, o los 25.000 que contiene el genoma humano», comentó Stephen Richard, de la Universidad de Medicina Baylor, en Estados Unidos. Este hallazgo plantea la cuestión de por qué el pulgón tiene tantos genes. Es probable que algunos de los genes de los pulgones se hayan duplicado. «¿Qué significa esto? Quiere decir que el pulgón del guisante realizó una especie de "copia de seguridad" de su material genético», señaló Denis Tagu, del Instituto Nacional de Investigación Agraria de Francia (INRA). «Una hipótesis mantiene que una de las copias existentes permanece inalterada, empleándose para el funcionamiento normal de las células y el organismo, mientras que la segunda copia admite cambios mediante mutaciones.» «Es probable que muchas de estas mutaciones sean neutrales o negativas para los genes y carezcan de efecto en la biología del organismo», añadió David Stern, de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos. «Pero algunas mutaciones poco frecuentes permiten que algunos genes adquieran nuevas funciones positivas, en este caso, para que el pulgón del guisante se adapte mejor a su medio. Otra posibilidad es que los pulgones puedan requerir copias extra de algunos genes para regular sus complejos ciclos de vida.» Los pulgones han desarrollado diferentes formas de adaptarse a los cambios del entorno. En la primavera y el verano, de las hembras asexuales nace una descendencia, también asexual, que se compone de clones de su progenitora. En cambio, al llegar el otoño y volverse el entorno más hostil, los pulgones se convierten en machos y hembras sexuados. Cuando éstos se aparean, las hembras ponen huevos de los que, al eclosionar en primavera, surgen hembras asexuales, comenzando de nuevo el ciclo. Además, existen individuos alados y sin alas. Aquellos con alas pueden, por ejemplo, recorrer distancias más largas y colonizar nuevas plantas. La ausencia de muchos de los genes implicados en el sistema inmunitario supuso otra revelación para los investigadores. «La falta de estos genes parece indicar que los pulgones tienen un sistema inmunitario débil», señaló Nicole Gerardo, de la Universidad de Emory, en Estados Unidos. Una posible explicación es que los pulgones han podido sacrificar un sistema inmunitario fuerte en favor de la capacidad para reproducirse rápidamente. «Es probable que la selección haya favorecido en los pulgones una alta capacidad reproductiva, ya que deben colonizar una planta y tener descendencia antes de que sus enemigos los encuentren [y exterminen]», indicó Charles Godfrey, de la Universidad de Oxford, en el Reino Unido. «Sabemos que existen soluciones de compromiso entre los mecanismos de defensa y otras adaptaciones, y, en el caso de los pulgones, la selección natural ha podido primar la reproducción frente a la defensa.» Otra posibilidad es que el debilitamiento de su sistema inmunitario evite que los pulgones acaben con las bacterias con las que establecen simbiosis. La dieta del pulgón, basada en los azúcares extraídos de las plantas, es deficitaria en aminoácidos esenciales. Estos le son proporcionados por bacterias simbióticas denominadas Buchnera, que viven en el interior de unas células especializadas de los pulgones y que se transmiten de generación en generación. El estudio de este modelo puede tener implicaciones para la salud humana. «Algunas personas se sienten mal al tomar antibióticos porque el medicamento acaba con las bacterias beneficiosas [del tracto digestivo humano]», señaló la Dra. Gerardo. «Si investigáramos el proceso que permite mantener las bacterias beneficiosas mientras se eliminan la perjudiciales en diversos organismos, incluyendo el pulgón, seríamos capaces de entenderlo mejor». Estos descubrimientos pueden aplicarse también a la mejora de la protección de cultivos. «La comprensión del diálogo molecular que se da entre los genes de los pulgones y los bacterianos puede permitirnos descubrir mecanismos clave para la reducción de la eficiencia simbiótica, disminuyendo así el impacto del pulgón en los cultivos», señaló el Dr. Tagu. «Los biológos que investigan el pulgón del guisante disponen ahora de un nuevo conjunto de herramientas valiosas para abordar nuevas cuestiones», concluyó el profesor Godfrey. «Los estudios realizados con el pulgón del guisante nos permitirán comprender mejor la biología de este organismo y de los insectos en general, lo que permitirá aumentar la seguridad alimentaria y aportará claros beneficios económicos.»