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Speciation in ants: Unraveling the genetic, epigenetic and molecular basis of speciation using wood ants

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Una investigación descubre pistas de cómo la hibridación entre especies podría aumentar la diversidad

En su momento, la hibridación se consideró una completa amenaza para la biodiversidad. No obstante, cada vez hay más pruebas que sugieren que no siempre genera resultados negativos: a menudo resulta esencial para aumentar la variación genética y crear nuevas variedades mejores que sus ancestros y que puedan adaptarse mejor a las condiciones climáticas actuales.

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La Tierra alberga una variedad desconcertante de vida, desde bacterias microscópicas criófilas que viven en las profundidades del permafrost antártico hasta zorros del desierto que habitan en los abrasadores desiertos de Asia. Todas las especies están interrelacionadas en una frágil red de vida llamada biodiversidad. Comprender el surgimiento de esta sorprendente cantidad de especies sigue siendo un enigma de la evolución.

Estudio de los mecanismos genéticos que impulsan la especiación

Tal como las mutaciones génicas y el flujo genético son los principales responsables de la variación genética en las especies, la especiación, que se produce cuando un grupo dentro de una especie se separa de los otros miembros y desarrolla sus propias características específicas, ha estado impulsando la formación de nuevas especies. A pesar de los avances en el ámbito, todavía se desconocen los genes subyacentes al proceso de aislamiento reproductivo y su modo de acción. Jonna Kulmuni, coordinadora del proyecto SpecIAnt, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, descubrió pistas para aclarar los elusivos mecanismos genéticos que impulsan la especiación. «Si comprendemos mejor cómo surgen las especies, podríamos descubrir qué las lleva a su extinción y cómo contrarrestar la pérdida de biodiversidad», explica.

No todas las barreras del flujo de genes permanecen estables en el tiempo

Kulmuni y su equipo utilizaron hormigas rojas de la madera que forman montículos como sistema modelo para estudiar la genómica de la especiación y la hibridación. «Un decenio de datos obtenidos mediante estudios de poblaciones con especies parentales e híbridas indica que la selección natural funciona de forma diferente en machos y hembras. En nuestro estudio identificamos diversas regiones genómicas candidatas, loci de barrera, que evitan el flujo de genes entre especies diferentes. Al contrario que en los estudios anteriores, en este comprobamos la estabilidad de estas regiones a lo largo del tiempo. Sorprendentemente, descubrimos que una parte de esos loci no ha permanecido estable tras diez años: la selección natural parece pasar de combatir a fomentar la introgresión, en particular la introducción de genes de una especie en el acervo genético de otra», añade Kulmuni.

Los hallazgos transforman por completo nuestra comprensión actual de la diversidad genética

Kulmuni y su equipo fueron un paso más allá e investigaron el papel de las variables medioambientales en esta variación temporal. En particular, estudiaron cómo pueden las temperaturas dar forma a la variación genética en una población híbrida de dos especies de hormigas rojas, «Formica polyctena» y «Formica aquilonia», mediante datos genéticos de las poblaciones que abarcaron un período de catorce años. «Descubrimos que las frecuencias de ambos alelos similares a los parentales en la población híbrida variaban con la temperatura a lo largo del tiempo en los machos, pero no en las hembras», destaca Kulmuni. La selección natural favorece las variantes genéticas en las especies parentales más septentrionales en los años fríos, mientras que los alelos de las especies parentales más meridionales presentan unas frecuencias más elevadas en los años cálidos. «Sorprendentemente, la selección natural va en contra de nuestras expectativas y favorece la introgresión en los machos. La hibridación puede conducir a resultados específicos en función del sexo que dependen de factores ecológicos», señala Kulmuni. Tal como se indica en uno de los artículos del proyecto, «la hibridación anteriormente se consideraba perjudicial para la especiación. Sin embargo, nuestros resultados sugieren que la hibridación puede impulsar la biodiversidad: fomenta la variación genética, que podría ayudar a las hormigas a adaptarse a los cambios de temperatura y a soportar condiciones meteorológicas extremas».

Palabras clave

SpecIAnt, especiación, hibridación, variación genética, selección natural, biodiversidad, hormiga roja, introgresión

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