Existen más de 18.000 especies de mariposas documentadas en todo el mundo. Se trata de uno de los grupos más diversos dentro del reino animal. Los colores en las alas de las mariposas fascinan a científicos y naturalistas por igual.
Un equipo internacional de investigadores descubrió que la regulación del color negro en las alas de las mariposas no depende del gen cortex, como se pensaba, sino de un microARN, una molécula conocida como “mir-193”.
Un descubrimiento que desafía hipótesis previas
Este hallazgo desafía hipótesis anteriores y plantea nuevas preguntas sobre el control genético de la pigmentación en los lepidópteros. Los resultados fueron publicados en la revista Science.
El estudio fue realizado por científicos de Singapur, Japón y Estados Unidos, liderados por la profesora Antonia Monteiro y el doctor Shen Tian del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional de Singapur.
La identificación de mir-193 como regulador de la pigmentación sugiere que los microARN desempeñan un papel crucial en la evolución de los patrones de color en animales. Esto podría cambiar la manera en que se investiga cómo los genes influyen en las características físicas de los seres vivos.
Un enigma sobre el color de las mariposas
Aunque se sabe desde hace tiempo qué factores ecológicos influyen en que las mariposas tengan o no melanina en sus alas, aún no se comprendía bien qué genes y procesos moleculares controlan estos cambios.
Durante décadas, los científicos asumieron que el gen cortex era el “interruptor” que controlaba la coloración melánica. Este supuesto se basaba en que las variaciones en la pigmentación solían estar vinculadas a la región del ADN donde se encuentra el gen. Sin embargo, pruebas contradictorias comenzaron a generar dudas sobre su rol.
Esa incertidumbre llevó a los investigadores a explorar otras características genómicas dentro de la misma región del ADN.
Cómo los científicos investigaron la pigmentación
Para determinar qué elemento dentro de la región genómica era responsable del color negro en las alas, el equipo utilizó la herramienta de edición genética CRISPR-Cas9 para inactivar distintos genes en mariposas modelo.
Se trabajó con tres especies pertenecientes a líneas evolutivas profundamente divergentes: la mariposa marrón africana, la blanca de la India y el mormón común, una especie de Asia.
Los investigadores utilizaron CRISPR-Cas9 para inactivar el microARN mir-193 en las tres especies de mariposas. El objetivo era comprobar si este era el regulador del color negro en las alas y si su función se mantenía en distintas familias de mariposas.
Ese microARN es una molécula pequeña de ARN no codificante que regula la expresión de genes implicados en la producción de melanina. Se encuentra conservado en distintos grupos de animales, lo que indica que su función ha sido mantenida a lo largo de la evolución.
Los efectos de modificar mir-193 en distintas especies
En la mariposa marrón africana (Bicyclus anynana), la eliminación de la molécula redujo la cantidad de melanina en las alas, antenas, patas y abdomen. Eso provocó un cambio a un tono marrón claro en las alas y la pérdida del color negro en los patrones oculares.
En los mutantes con deleciones más grandes, los individuos no pudieron volar, lo que sugiere que mir-193 también influye en otras estructuras del cuerpo.
En la mariposa blanca de la India (Pieris canidia), el cambio llevó a que se eliminara toda la pigmentación negra y gris. Las alas quedaron completamente blancas, pero sin afectar las áreas amarillas. Esto demostró que mir-193 regula exclusivamente la melanina sin influir en otros pigmentos presentes en la especie.
En el mormón común (Papilio polytes), el uso de la edición genética también hizo desaparecer el color negro de las alas, pero en este caso se expresaron nuevos patrones en colores blanco, amarillo y rojo. Esto sugiere que, en esta especie, mir-193 no solo regula la melanina, sino que también podría influir en la expresión de otros pigmentos o permitir que otros genes de pigmentación tomen mayor protagonismo.
En todas las especies, según los investigadores, mir-193 resultó ser el principal regulador del color negro en las alas.
Sin embargo, hubo diferencias en los efectos observados: en Bicyclus anynana, la mutación afectó más allá de las alas y alteró la capacidad de vuelo; en Pieris canidia, el cambio se limitó a la conversión del negro en blanco sin alterar otros colores; y en Papilio polytes, la pérdida del negro permitió la expresión de otros colores, lo que indica una regulación más compleja de la pigmentación.
La importancia de las mariposas en la naturaleza
Las mariposas son seres polinizadores muy importantes en diversos cultivos agrícolas. Además, su función ecológica es también fuente de alimento para depredadores como aves, arañas, lagartijas y otros animales.
La importancia de las mariposas también incluye el hecho de que son excelentes no solo para la naturaleza, sino incluso para su jardín, ya que se sienten atraídas por las flores brillantes y necesitan alimentarse de néctar. Cuando hacen esto, sus cuerpos recolectan polen y lo transportan a otras plantas. Esto ayuda a que las frutas, verduras y flores produzcan nuevas semillas. La mayoría de las plantas necesitan polinizadores como abejas y mariposas para reproducirse.
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