por qué algunas abejas matan a sus reinas
No pasarás. Las obreras del genero Scaptotrigona defienden la entrada a su nido. Crédito de la imagen: Graham Wise / Flickr, CC BY-NC-ND
Por James Gilbert, Profesor de Zoología, Universidad de Hull para The Conversation Septiembre 18, 2017
En una intriga de palacio digna de George R Martin, un nuevo estudio ha demostrado que algunos trabajadores de las abejas son reyes que se levantan y matan a su reina si ella produce el tipo equivocado de descendencia masculina. El trono puede entonces ser tomado por una de sus hijas, que producirán el tipo correcto de herederos masculinos - asegurando la supervivencia de la línea de sangre.
¿Por qué las abejas favorecerían a algunas reinas sobre otras basadas en sus hijos? Para entender esto, necesitamos saber un poco sobre la diferencia entre las abejas masculinas y femeninas. Los hijos de abejas reinas, hormigas y avispas (insectos conocidos colectivamente como himenópteros) vienen en dos clases.
La diferencia radica en su genética. Los seres humanos son organismos "diploides", lo que significa que tienen dos copias (alelos) de cada gen, una de cada padre. Las abejas, sin embargo, funcionan un poco diferente.
Las abejas femeninas, como nosotros, son diploides, procedentes de huevos fertilizados con dos series de alelos. Una reina debe aparearse para producir hembras, porque el padre aporta la mitad del genoma de la hija.
Pero las abejas masculinas, conocidas como zánganos, son normalmente "haploides", producidas a partir de huevos no fertilizados de la reina y llevando un conjunto de alelos. La reina puede producirlas sin jamás apareamiento.
La reina se acopla sólo una vez, pero almacena el esperma para el resto de su vida. Después del apareamiento, ella puede elegir si fertilizar cualquier huevo dado, y así puede controlar cuántos descendientes masculinos y femeninos tiene.
Ocasionalmente, sin embargo, aparece un tipo de hombre más raro y más siniestro, sobre el cual la reina no tiene control. Estos machos son diploides, y usualmente estériles. Se forman cuando un cuerpo de abeja diploide (y por lo tanto legítimamente) es engañado para convertirse en macho. Ellos dicen desastre para la supervivencia de una colonia porque consumen recursos, no pueden contribuir a la reproducción, y, al igual que todos los hombres himenópteros, se niegan a trabajar.
Al decidir si convertirse en hombre o mujer, el cuerpo de una abeja en desarrollo mira sólo un gen llamado gen de "determinación sexual complementaria" (CSD). Si este gen tiene dos alelos diferentes porque proviene de un óvulo fertilizado, la abeja se convierte en hembra. Pero si sólo tiene un alelo porque proviene de un huevo no fertilizado, la abeja se convierte en macho.
Normalmente, este sistema de determinación del sexo funciona bien. Pero si por casualidad la reina se ha apareado con un macho que lleva un alelo de CSD idéntico al suyo, entonces la mitad de su progenie diploide sólo tendrá un tipo de alelo de CSD y se convertirá en varón en lugar de hembra, efectivamente reduciendo a la mitad la fuerza de trabajo de la nueva generación.
Comprensiblemente, los trabajadores existentes no tienen nada que ver con eso.
Reinas del drama. Crédito de la imagen: Elichten / Wikimedia Commons
Reinas con descendencia masculina estéril son asesinadas
Los investigadores del nuevo estudio examinaron la especie Scaptotrigona depilis, un miembro de las abejas sin aguijón (Meliponini) originarias de Brasil. Identificaron colonias con el desarrollo de machos diploides estériles, así como colonias normales para compararlas con.
Introdujeron una reina nueva, normal, sana a cada nido y rastrearon su actividad. Las reinas de las colonias que contienen hombres estériles murieron misteriosamente unos 10 días después de que esos machos emergieran.
Las reinas introducidas en los dos tipos de colonia no eran de otra manera diferentes el uno del otro. Esto significa que podemos descartar los factores genéticos que podrían haber hecho más probable que mueran, o podría haber hecho que el olor inherentemente diferente a los trabajadores.
No eran madres de ninguna progenie ni en las colonias experimentales ni en las colonias de control, por lo que no había razón para pensar que los trabajadores de las colonias de control eran más propensos a favorecer a su nueva reina que los trabajadores de las colonias experimentales.
Los machos estériles son perezosos y malolientes
Entonces, ¿por qué las colonias experimentales se levantaron y mataron a sus nuevas reinas? La explicación más simple es que la presencia de hombres diploides estériles, más que cualquier cosa acerca de la propia reina, es lo que hace que los trabajadores la asesinen.
En una colonia que funciona normalmente (una que no ha sido manipulada para un experimento), esta respuesta sería extremadamente ventajosa. Si la reina produce machos hambrientos, perezosos y estériles, matarla permite que una de sus hijas se convierta en una nueva reina, produciendo verdaderos herederos reproductivos masculinos. Los trabajadores pueden entonces ayudar a la nueva reina a perpetuar su legado genético colectivo.
¿Cómo detectan los varones estériles los trabajadores? Los investigadores demostraron que, para los trabajadores, los machos haploides normales y los machos diploides estériles tienen un olor diferente. Los dos olores se desarrollan poco después de que los machos emergen. ¿Cuánto tiempo después, supongo? Aproximadamente 10 días - precisamente el punto en el cual las reinas en el experimento comenzaron "misteriosamente" a morir. La pistola humeante.
¿Por qué no se extirpan estos machos antes? En abejas melíferas (Apis mellifera), lo son. Las abejas trabajadoras asisten a los huevos ya las larvas y pueden "oler" fácilmente a un macho diploide y matarla. Pero en las abejas sin aguijón, los huevos se sellan en las células a principios del desarrollo, y los trabajadores no tienen contacto con ellos hasta que emergen como machos de la nada.
Girlz n la colina. Solenopsis hormigas de fuego. Crédito de la imagen: stevenw12339 / flickr
Las hormigas y las avispas tienen reinas asesinas también
Este tipo de comportamiento no es único; queenslaying es conocido en muchas especies himenópteros. Un ejemplo es en las colonias de hormigas de fuego (Solenopsis invicta), cuyos trabajadores forman pandillas. Cada pandilla tiene su propio "signo de pandilla", un olor producido por la combinación de alelos de un gen en particular, lo que permite a las hormigas identificar quién está en su pandilla. Los trabajadores de una pandilla matarán a las reinas que muestren el signo de pandilla equivocado.
En avispas amarillas, que tienen ciclos de vida anuales, los trabajadores suelen matar a su reina al final del año a medida que envejece y su poder disminuye. En su apogeo, produce señales químicas que suprimen la capacidad de los trabajadores de reproducirse (incluso los trabajadores pueden producir machos poniendo huevos no fertilizados).
Los trabajadores están bien con esto, siempre y cuando la reina sigue produciendo en masa a sus hermanos y hermanas. Pero una vez que su capacidad de hacer bebé comienza a disminuir, las sumas no se suman. Ellos mejoran genéticamente al terminar la temporada con un golpe y poniendo un gran número de sus propios machos - y para eso necesitan libertad de la madre. Sólo se espera que lo hagan rápido.
Curiosamente, los trabajadores sólo matan a las reinas fieles que se aparean con un solo macho. En las especies con más reinas promiscuas, los trabajadores son menos sedientos de sangre porque son típicamente hermanas y hermanos. Aquí, los trabajadores no comparten suficientes genes para favorecer dar una pierna a los hijos del otro sobre la descendencia de la reina - por decrépita que sea.
Pero en ambos casos, la reina es asesinada debido a su genética, en lugar de sus opciones de vida. Únicamente, los trabajadores de abejas sin aguijón en vez de hacer una venganza espantosa sobre su reina debido a sus acciones: su elección desafortunada de compañero.
Los autores del nuevo estudio también sugieren que es poco probable que la reina sea capaz de distinguir a los buenos de los malos compañeros, es decir, si un pretendiente potencial comparte su alelo CSD. Así que no hay razón para suponer que la reina sabrá que está marcada para la muerte hasta el momento en que es asesinada en una emboscada estilo "boda roja".
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.
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No pasarás. Las obreras del genero Scaptotrigona defienden la entrada a su nido. Crédito de la imagen: Graham Wise / Flickr, CC BY-NC-ND
Por James Gilbert, Profesor de Zoología, Universidad de Hull para The Conversation Septiembre 18, 2017
En una intriga de palacio digna de George R Martin, un nuevo estudio ha demostrado que algunos trabajadores de las abejas son reyes que se levantan y matan a su reina si ella produce el tipo equivocado de descendencia masculina. El trono puede entonces ser tomado por una de sus hijas, que producirán el tipo correcto de herederos masculinos - asegurando la supervivencia de la línea de sangre.
¿Por qué las abejas favorecerían a algunas reinas sobre otras basadas en sus hijos? Para entender esto, necesitamos saber un poco sobre la diferencia entre las abejas masculinas y femeninas. Los hijos de abejas reinas, hormigas y avispas (insectos conocidos colectivamente como himenópteros) vienen en dos clases.
La diferencia radica en su genética. Los seres humanos son organismos "diploides", lo que significa que tienen dos copias (alelos) de cada gen, una de cada padre. Las abejas, sin embargo, funcionan un poco diferente.
Las abejas femeninas, como nosotros, son diploides, procedentes de huevos fertilizados con dos series de alelos. Una reina debe aparearse para producir hembras, porque el padre aporta la mitad del genoma de la hija.
Pero las abejas masculinas, conocidas como zánganos, son normalmente "haploides", producidas a partir de huevos no fertilizados de la reina y llevando un conjunto de alelos. La reina puede producirlas sin jamás apareamiento.
La reina se acopla sólo una vez, pero almacena el esperma para el resto de su vida. Después del apareamiento, ella puede elegir si fertilizar cualquier huevo dado, y así puede controlar cuántos descendientes masculinos y femeninos tiene.
Ocasionalmente, sin embargo, aparece un tipo de hombre más raro y más siniestro, sobre el cual la reina no tiene control. Estos machos son diploides, y usualmente estériles. Se forman cuando un cuerpo de abeja diploide (y por lo tanto legítimamente) es engañado para convertirse en macho. Ellos dicen desastre para la supervivencia de una colonia porque consumen recursos, no pueden contribuir a la reproducción, y, al igual que todos los hombres himenópteros, se niegan a trabajar.
Al decidir si convertirse en hombre o mujer, el cuerpo de una abeja en desarrollo mira sólo un gen llamado gen de "determinación sexual complementaria" (CSD). Si este gen tiene dos alelos diferentes porque proviene de un óvulo fertilizado, la abeja se convierte en hembra. Pero si sólo tiene un alelo porque proviene de un huevo no fertilizado, la abeja se convierte en macho.
Normalmente, este sistema de determinación del sexo funciona bien. Pero si por casualidad la reina se ha apareado con un macho que lleva un alelo de CSD idéntico al suyo, entonces la mitad de su progenie diploide sólo tendrá un tipo de alelo de CSD y se convertirá en varón en lugar de hembra, efectivamente reduciendo a la mitad la fuerza de trabajo de la nueva generación.
Comprensiblemente, los trabajadores existentes no tienen nada que ver con eso.
Reinas del drama. Crédito de la imagen: Elichten / Wikimedia Commons
Reinas con descendencia masculina estéril son asesinadas
Los investigadores del nuevo estudio examinaron la especie Scaptotrigona depilis, un miembro de las abejas sin aguijón (Meliponini) originarias de Brasil. Identificaron colonias con el desarrollo de machos diploides estériles, así como colonias normales para compararlas con.
Introdujeron una reina nueva, normal, sana a cada nido y rastrearon su actividad. Las reinas de las colonias que contienen hombres estériles murieron misteriosamente unos 10 días después de que esos machos emergieran.
Las reinas introducidas en los dos tipos de colonia no eran de otra manera diferentes el uno del otro. Esto significa que podemos descartar los factores genéticos que podrían haber hecho más probable que mueran, o podría haber hecho que el olor inherentemente diferente a los trabajadores.
No eran madres de ninguna progenie ni en las colonias experimentales ni en las colonias de control, por lo que no había razón para pensar que los trabajadores de las colonias de control eran más propensos a favorecer a su nueva reina que los trabajadores de las colonias experimentales.
Los machos estériles son perezosos y malolientes
Entonces, ¿por qué las colonias experimentales se levantaron y mataron a sus nuevas reinas? La explicación más simple es que la presencia de hombres diploides estériles, más que cualquier cosa acerca de la propia reina, es lo que hace que los trabajadores la asesinen.
En una colonia que funciona normalmente (una que no ha sido manipulada para un experimento), esta respuesta sería extremadamente ventajosa. Si la reina produce machos hambrientos, perezosos y estériles, matarla permite que una de sus hijas se convierta en una nueva reina, produciendo verdaderos herederos reproductivos masculinos. Los trabajadores pueden entonces ayudar a la nueva reina a perpetuar su legado genético colectivo.
¿Cómo detectan los varones estériles los trabajadores? Los investigadores demostraron que, para los trabajadores, los machos haploides normales y los machos diploides estériles tienen un olor diferente. Los dos olores se desarrollan poco después de que los machos emergen. ¿Cuánto tiempo después, supongo? Aproximadamente 10 días - precisamente el punto en el cual las reinas en el experimento comenzaron "misteriosamente" a morir. La pistola humeante.
¿Por qué no se extirpan estos machos antes? En abejas melíferas (Apis mellifera), lo son. Las abejas trabajadoras asisten a los huevos ya las larvas y pueden "oler" fácilmente a un macho diploide y matarla. Pero en las abejas sin aguijón, los huevos se sellan en las células a principios del desarrollo, y los trabajadores no tienen contacto con ellos hasta que emergen como machos de la nada.
Girlz n la colina. Solenopsis hormigas de fuego. Crédito de la imagen: stevenw12339 / flickr
Las hormigas y las avispas tienen reinas asesinas también
Este tipo de comportamiento no es único; queenslaying es conocido en muchas especies himenópteros. Un ejemplo es en las colonias de hormigas de fuego (Solenopsis invicta), cuyos trabajadores forman pandillas. Cada pandilla tiene su propio "signo de pandilla", un olor producido por la combinación de alelos de un gen en particular, lo que permite a las hormigas identificar quién está en su pandilla. Los trabajadores de una pandilla matarán a las reinas que muestren el signo de pandilla equivocado.
En avispas amarillas, que tienen ciclos de vida anuales, los trabajadores suelen matar a su reina al final del año a medida que envejece y su poder disminuye. En su apogeo, produce señales químicas que suprimen la capacidad de los trabajadores de reproducirse (incluso los trabajadores pueden producir machos poniendo huevos no fertilizados).
Los trabajadores están bien con esto, siempre y cuando la reina sigue produciendo en masa a sus hermanos y hermanas. Pero una vez que su capacidad de hacer bebé comienza a disminuir, las sumas no se suman. Ellos mejoran genéticamente al terminar la temporada con un golpe y poniendo un gran número de sus propios machos - y para eso necesitan libertad de la madre. Sólo se espera que lo hagan rápido.
Curiosamente, los trabajadores sólo matan a las reinas fieles que se aparean con un solo macho. En las especies con más reinas promiscuas, los trabajadores son menos sedientos de sangre porque son típicamente hermanas y hermanos. Aquí, los trabajadores no comparten suficientes genes para favorecer dar una pierna a los hijos del otro sobre la descendencia de la reina - por decrépita que sea.
Pero en ambos casos, la reina es asesinada debido a su genética, en lugar de sus opciones de vida. Únicamente, los trabajadores de abejas sin aguijón en vez de hacer una venganza espantosa sobre su reina debido a sus acciones: su elección desafortunada de compañero.
Los autores del nuevo estudio también sugieren que es poco probable que la reina sea capaz de distinguir a los buenos de los malos compañeros, es decir, si un pretendiente potencial comparte su alelo CSD. Así que no hay razón para suponer que la reina sabrá que está marcada para la muerte hasta el momento en que es asesinada en una emboscada estilo "boda roja".
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.
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