Estudio demuestra que la evolución ha reutilizado los mismos genes por 120 millones de años

Un nuevo estudio publicado en la revista PLOS Biology revela que, a lo largo de más de 120 millones de años, la evolución ha reutilizado los mismos genes para generar patrones de coloración idénticos en distintas especies de mariposas y polillas. El trabajo, liderado por investigadores del Instituto Wellcome Sanger, la Universidad de York y la Universidad Regional Amazónica Ikiam, se centró en el llamado “anillo tigre” neotropical, un conjunto de más de 100 especies de lepidópteros que comparten una combinación de colores naranja, negro y amarillo.

Convergencia evolutiva impulsada por los mismos módulos genéticos

Los científicos analizaron el genoma completo de cientos de individuos pertenecientes a ocho especies diferentes, entre ellas siete mariposas de la tribu Ithomiini y del género Heliconius, y una polilla diurna, Chetone histrio. Utilizando un estudio de asociación del genoma completo (GWAS), identificaron que las variaciones en los patrones de color estaban asociadas a dos regiones genómicas recurrentes, próximas a los genes ivory y optix. Estos genes no codifican pigmentos directamente, sino que regulan la expresión de los mismos: ivory delimita las áreas que desarrollan melanina oscura, mientras que optix controla la aparición del color naranja.

Los genes reutilizados

• ivory: actúa como regulador de la melanización, determinando dónde se forman las zonas negras en las alas.
• optix: regula la síntesis del pigmento naranja, estableciendo los patrones de color brillante.

En todas las especies estudiadas, las mutaciones que dieron origen a los patrones de “anillo tigre” se localizaron en esas mismas regiones reguladoras, aunque surgieron de forma independiente en cada linaje. En el caso de la polilla Chetone histrio, que se separó de las mariposas hace aproximadamente 120 millones de años, se encontró una inversión cromosómica que actúa como un “supergen”, bloqueando la recombinación y manteniendo un conjunto de alelos que produce el mismo diseño de coloración que en la mariposa Heliconius mumata.

Implicaciones de la convergencia genética

Los resultados sugieren que la evolución no es un proceso totalmente aleatorio; cuando las presiones ambientales son similares y los mecanismos de desarrollo están altamente conservados, las rutas evolutivas disponibles son limitadas y pueden repetirse de manera predecible. Este hallazgo refuerza la idea de que el mimetismo Mülleriano –la convergencia de especies tóxicas que comparten el mismo patrón de advertencia para disuadir a los depredadores– se basa en una arquitectura genética compartida que ha perdurado desde la era de los dinosaurios.

“Demostramos que los mismos genes pueden ser reutilizados una y otra vez para generar patrones de color idénticos, lo que indica que la evolución puede ser sorprendentemente predecible”, afirmó la coautora Joana Meier, investigadora del Wellcome Sanger Institute y la Universidad de Cambridge. Asimismo, el coautor Kanchon Dasmahapatra, de la Universidad de York, señaló que rara vez se dispone de oportunidades para estudiar la base genética de la convergencia y que este estudio abre la puerta a mejores predicciones sobre cómo las especies podrían adaptarse a cambios ambientales futuros, como el cambio climático.

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