La forma en la que se manejan los insectos que viven en colonias organizadas siempre ha sido de gran interés para la ciencia. Ahora, gracias a un reciente estudio, se ha descubierto que, al menos en el caso de las hormigas, solo es necesario el cambio de una molécula para que ellas pasen de obreras a reinas.

Como bien sabemos, las hormigas obreras se encargan de cuidar la colonia, conseguir alimento, construir nuevos túneles y de proteger a la reina y sus crías. Por su parte, el deber de la reina es reproducirse y seguir produciendo nuevos miembros para la colonia.

Ahora, cuando ocurren eventos catastróficos para el mundo de las hormigas, como la muerte de una reina, las obreras pueden convertirse en ‘gamergates’. Eso hace que empiecen a actuar como reinas a pesar de que no lo hayan sido desde el inicio. Ahora, debido a la nueva investigación publicada en la revista Cell, sabemos que eso se logra gracias a la acción de una simple molécula.

Cerebros plásticos

Los cerebros animales son plásticos; es decir, ellos pueden cambiar su estructura y funciones en respuesta al ambiente”, explicó Roberto Bonasio, quien lideró el estudio y forma parte de la escuela de medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania.

Ahora, la plasticidad neuronal no ocurre en todos de la misma forma. Por ejemplo, algunos animales, como las hormigas Harpegnathos saltator pueden hacer esos grandes saltos de obreras a reinas con una sola molécula. Por otro lado, otras criaturas más complejas (como nosotros) tienen procesos neuronales de cambios más complejos que aún no comprendemos por completo. Como ejemplo de eso, podemos mencionar la forma en la que nuestro cerebro cambia durante la adolescencia.

Como vemos, eso es un proceso paulatino. Pero, para las hormigas, sus cambios pueden darse tan rápido como se sube o se baja un interruptor. Todo gracias a una molécula particular que es capaz de regular los cambios hormonales en las hormigas reinas y obreras por igual.

Una sola molécula controla si las hormigas serán reina u obreras

No habíamos anticipado que la misma proteína pudiera silenciar diferentes genes en los cerebros de diferentes castas y, como consecuencia, suprimir el comportamiento obrero en ‘gamergates’ y el ‘gamergate’ en las obreras (…) Pensamos que estos trabajos estarían asignados a dos o más actores diferentes, cada uno de ellos presente solo en uno u otro cerebro”, comentó Bonasio.

Específicamente, se observó que la molécula Krüppel homolog 1 (Kr-h1) parecía ser capaz de hacer reaccionar los cerebros de tanto las hormigas reinas como las obreras. En particular, se vio que su presencia podía influir en la generación de un par de hormonas conocidas como hormona juvenil y ecdisona.

Hormigas obreras.
Vía Wikimedia Commons.

Dependiendo de cuál de ellas se potenciaba o se relegaba, la hormiga sería una obrera o una reina. Por lo que, si la molécula cambiaba su estado en los cerebros de los insectos, entonces esa composición hormonal se invertiría y, con ella, sus conductas cambiarían.

En otras palabras, la molécula Kr-h1 actúa como la solitaria guardiana que mantiene a raya los comportamientos de las hormigas. De esa forma, solos las reinas actúan como reinas y solo las obreras como obreras, permitiendo las excepciones ‘gamergates’ solo en casos desesperados.

Como encender y apagar un interruptor

En otras palabras, para los investigadores, su estudio es una demostración clara del papel que juega la expresión genética en la determinación de los roles y el comportamiento en la naturaleza. Dependiendo de que genes sean “activados” animales como los insectos pueden tener uno u otro accionar ante una situación.

En el caso de las hormigas, vemos cómo un cambio de “switch” puede hacer que la actitud de ellas se transforme por completo (pasando de trabajar como obreras a poner huevos como las reinas). Ahora, para el equipo de investigación, su estudio tal vez podrían sentar las bases para ir más allá.

Desde su perspectiva, es posible que los genes y la expresión genética también puedan ayudar a determinar los comportamientos de cerebros complejos como los nuestros. Claramente, aún no es posible asegurar algo como que nuestra conducta podría venir impresa en nuestro ADN. Pero, estudios como el presenta al menos abren la posibilidad del debate y de futuros estudios en otros animales con composiciones neuronales más complejas.

Referencia:

Kr-h1 maintains distinct caste-specific neurotranscriptomes in response to socially regulated hormones: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.10.006

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