Un gran número de características de un organismo se ven afectadas por las señales del entorno. Estas fisonomías se denominan “rasgos fenotípicamente plásticos” y son cruciales para permitir que un organismo maneje hábitats inciertos.

Los áfidos del guisante (Acyrthosiphon pisum), también llamados pulgones del guisante, es uno de los ejemplos más representativos de plasticidad fenotípica, en donde las condiciones de hacinamiento provocan la producción de crías con alas en lugar de sin alas.

Impulso evolutivo

Decididos en identificar el mecanismo genético que sustenta este peculiar rasgo de los áfidos del guisante, un equipo de científicos realizó una investigación cuyos resultados revelaron que el desarrollo periódico de las alas entre estos áfidos –normalmente sin alas– es causado por un virus y su impulso evolutivo para extender su propio rango.

El interruptor genético de encendido y apagado para las alas de estos áfidos pertenece a un virus cuyo genoma se ha incorporado completamente al del insecto.

Estos insectos se alimentan chupando la savia de las leguminosas, incluidos cultivos valiosos, como los guisantes, la alfalfa, las habas y el trébol. Normalmente, los áfidos no tienen alas, pero a medida que las poblaciones en cualquier planta crecen en proporciones masivas, algunas hembras comienzan a producir crías aladas, que luego vuelan para colonizar nuevas plantas.

Una vez que los insectos alados aterrizan en las plantas frescas, sus propios descendientes vuelven al modelo estándar sin alas. En la jerga de la biología evolutiva, esta capacidad de intercambiar características se conoce como “plasticidad fenotípica”.

Para el estudio, los investigadores rastrearon el genoma del áfido usando técnicas de genética evolutiva y biología molecular para identificar los genes que deciden la proporción de áfidos que reaccionan ante el hacinamiento.

Para sorpresa de los científicos, los genes que forman el interruptor de encendido y apagado para las alas pertenecen a un virus, un miembro del grupo específico de insectos conocido como densovirus, cuyo genoma se ha incorporado completamente al del áfido.

Configuración de rasgos plásticos

Los investigadores sugieren que el virus, que reside en el genoma del áfido a lo largo del tiempo, induce el desarrollo de las alas para poder propagarse.

Una vez que los insectos alados aterrizan en las plantas frescas, sus descendientes vuelven al modelo estándar sin alas.

Como explica el investigador Benjamin Parker, profesor en el Departamento de Biología de la Universidad de Rochester y coautor del estudio:

“Los genes virales pueden incorporarse a los genomas animales, y este proceso es importante para la evolución”.

La mayoría de los genes virales que terminan siendo incorporados en los genomas de los animales, incluyendo algunos ejemplos en humanos, terminan siendo inertes. Pero ocasionalmente, el proceso conduce a la adición de una funcionalidad útil, en cuyo caso el hecho de que los genes adquiridos permanezcan activos representa un ejemplo de selección positiva.

Finalmente, explican los investigadores, incluso en rasgos antiguos como el caso de los pulgones, los nuevos genes pueden comenzar a desempeñar un papel en la configuración de los rasgos plásticos y pueden ayudar a los organismos a enfrentar un mundo impredecible.

Referencia: A Laterally Transferred Viral Gene Modifies Aphid Wing Plasticity. Current Biology, 2019. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.05.041