Los Secretos Coloridos de Speyeria Mormonia
Descubre las fascinantes variaciones de color de las mariposas en la naturaleza.
Luca Livraghi, Joseph J. Hanly, Ling Sheng Loh, Albie Henry, Chloe M.T. Keck, Vaughn M. Shirey, Cheng-Chia Tsai, Nanfang Yu, Steven M. Van Belleghem, W. Mark Roberts, Carol L. Boggs, Arnaud Martin
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Qué son los Morfos Plateados y No Plateados?
- Distribución Geográfica y Variación
- La Genética Detrás del Brillo
- Optix: El Maestro Interruptor de la Mariposa
- El Papel del Entorno y la Evolución
- El Misterio de la Introgressión
- La Gran Imagen: Adaptación y Repetibilidad Evolutiva
- Las Preguntas Sin Respuesta
- Conclusión
- Fuente original
En el mundo de las mariposas, las apariencias pueden engañar. Toma como ejemplo a la Speyeria mormonia. Esta mariposa muestra dos patrones de color diferentes en sus alas traseras: los morfos plateados y no plateados. Mientras que una versión brilla con escamas plateadas iridiscentes, la otra tiene manchas beige claro. Esta característica única despierta la curiosidad sobre cómo y por qué estas mariposas tienen apariencias tan variadas.
¿Qué son los Morfos Plateados y No Plateados?
Imagina ver dos mariposas que a primera vista parecen casi iguales. Una tiene escamas plateadas brillantes brillando al sol, mientras que la otra tiene una apariencia más apagada y beige. Estos son conocidos como morfos plateados y no plateados. La diferencia radica en las pequeñas escamas en sus alas. Los morfos no plateados tienen escamas que son un poco pigmentadas y porosas, que absorben la luz. En contraste, las escamas plateadas son no pigmentadas y reflejan la luz, creando una apariencia brillante.
Distribución Geográfica y Variación
La Speyeria mormonia no es exigente cuando se trata de su hogar. Se puede encontrar en áreas montañosas del oeste de América del Norte. Pero aquí está lo interesante: la frecuencia de los morfos plateados y no plateados varía de un lugar a otro. Algunas regiones están llenas de morfos plateados, mientras que otras tienen escasez de ellos. Un estudio revisó casi 10,000 registros de estas mariposas y descubrió que al moverte hacia el norte, los morfos plateados se vuelven menos comunes. Esto lleva a una realización fascinante: las mariposas podrían estar influenciadas por su entorno local de maneras que no entendemos del todo.
En el sureste de Oregón y el norte de Nevada, por ejemplo, los morfos no plateados son bastante populares, mientras que en áreas cercanas se ven menos. Esto sugiere que las mariposas en ciertos hábitats están haciendo lo suyo, independientemente de las tendencias poblacionales más grandes. Los científicos intentaron conectar estas frecuencias de morfos con factores ambientales como la luz solar y la temperatura, pero las asociaciones fueron sorprendentemente débiles. Parece que las condiciones locales o dinámicas poblacionales únicas juegan un papel significativo en la apariencia de estas mariposas.
La Genética Detrás del Brillo
Más interesante que los rumores de transferencias de un club de fútbol: la herencia genética del plateado en estas mariposas se rige por reglas simples. El rasgo plateado es un rasgo raro y recesivo, lo que significa que necesitas dos copias del gen plateado para ver el brillo. Los científicos realizaron experimentos de cría controlados, lo que llevó a la realización de que el plateado está conectado a un solo lugar en el cromosoma 14.
Al examinar los genes de estas mariposas, los investigadores identificaron una sección específica de ADN que correlaciona con la presencia de escamas plateadas. Esta sección se encuentra cerca de un gen llamado optix, que es conocido por su papel en el color y el patrón de las mariposas. Más específicamente, afecta cómo las mariposas desarrollan sus escamas alares. La magia ocurre cuando los morfos plateados tienen SNPs (polimorfismos de un solo nucleótido) que difieren de los no plateados. Piensa en estos SNPs como pequeños interruptores que controlan la fábrica de colores en las escamas alares.
Optix: El Maestro Interruptor de la Mariposa
Ahora, hablemos de optix. Este gen es la estrella de los patrones en las alas de las mariposas. Es como el director de un desfile de moda, asegurándose de que todo luzca perfecto. Cuando optix está activo, ayuda a producir ciertos pigmentos que llevan a colores vibrantes. Sorprendentemente, también previene la formación de escamas plateadas. En los morfos no plateados, parece que el gen optix está haciendo su trabajo de manera más efectiva, permitiendo que esas hermosas manchas beige brillen en lugar de las plateadas.
En términos simples, si optix se fuera de vacaciones, las escamas plateadas tomarían el escenario. Esto significa que el gen no solo es responsable de agregar color, sino también de limitar otros colores o patrones.
El Papel del Entorno y la Evolución
Las frecuencias variables de morfos plateados y no plateados en diferentes regiones sugieren algo de drama evolutivo. Parece que hay fuerzas en juego que mantienen esta variedad genética. En ciertas áreas como las Montañas Cascade y Klamath, el estado recesivo plateado es casi la estrella del espectáculo, mientras que otras poblaciones presentan una mezcla de ambos morfos plateados y no plateados.
La investigación sugiere que el alelo no plateado muestra signos de “barridos selectivos”, lo que significa que tiene una ventaja genética en algunos entornos. En términos más simples, es como ver a un equipo ganar constantemente en un deporte. Los científicos revisaron el gen optix en busca de signos de estos barridos selectivos y los encontraron en poblaciones donde los morfos no plateados son comunes.
El Misterio de la Introgressión
¡Pero espera, hay más! Resulta que la Speyeria mormonia no es la única mariposa en la zona. Comparte sus hábitats con especies relacionadas, como la Speyeria hydaspe, que solo tiene la apariencia no plateada. De vez en cuando, estas mariposas se mezclan y producen híbridos. Esto podría llevar a algunos Alelos no plateados a infiltrarse en el acervo genético de la Speyeria mormonia.
Los investigadores utilizaron una prueba sofisticada para comprobar si estas mariposas estaban compartiendo sus genes. Para su alegría, encontraron evidencia de flujo genético entre S. mormonia y S. hydaspe. Piensa en esto como mariposas intercambiando consejos de belleza: los alelos no plateados se estaban infiltrando en la población de S. mormonia, aumentando sus frecuencias no plateadas.
La Gran Imagen: Adaptación y Repetibilidad Evolutiva
¿Cuál es la conclusión de todo este drama de mariposas? La genética detrás de la adaptación puede ser sorprendentemente predecible. La historia del gen optix no se detiene solo en S. mormonia. Otras líneas de mariposas también han mostrado que los cambios en este mismo gen llevan a variaciones en los patrones de color.
Es como una canción popular que es versionada por múltiples artistas en diferentes estilos. Mientras que los géneros pueden cambiar, la melodía subyacente sigue siendo la misma. En este caso, optix es la melodía pegajosa que lleva a varios efectos hermosos.
Ahora, los investigadores se quedan preguntándose cuán a menudo esto sucede en la naturaleza. ¿Genes similares siguen apareciendo para crear nuevos colores y patrones en diferentes especies? La respuesta podría ser que sí.
Las Preguntas Sin Respuesta
A pesar de todos los descubrimientos, aún quedan algunos misterios por resolver. Por ejemplo, ¿qué papel juegan las manchas plateadas y no plateadas en la vida diaria de estas mariposas? ¿Se utilizan para cortejar, o simplemente son para camuflaje? Se necesita más investigación para entender las funciones ecológicas de los patrones alares y cómo interactúan con depredadores y parejas.
Conclusión
En el gran esquema de las cosas, la historia de la Speyeria mormonia y su polimorfismo plateado agrega otra capa a nuestra comprensión de la evolución de las mariposas. Es un vibrante baile de genética, entorno y adaptación. Mientras que estas mariposas pueden parecer delicadas, su historia no es nada simple. ¿Quién diría que criaturas tan coloridas llevan dentro una saga de supervivencia y cambio?
Y la próxima vez que veas una mariposa volar, tómate un momento para apreciar no solo su belleza, sino también la complejidad detrás de esas deslumbrantes alas. ¡Después de todo, en el mundo de las mariposas, no se trata solo de verse bien, sino de jugar el juego evolutivo espléndidamente!
Fuente original
Título: Genetic basis of an adaptive polymorphism controlling butterfly silver iridescence
Resumen: Identifying the genes and mutations that drive phenotypic variation and which are subject to selection is crucial for understanding evolutionary processes. Mormon Fritillary butterflies (Speyeria mormonia) exhibit a striking wing color polymorphism throughout their range: typical morphs bear silver spots on their ventral surfaces, and can co-occur with unsilvered morphs displaying a dull coloration1. Through genome-wide association studies in two polymorphic populations, we fine-map this difference in silvering to the 3 region of the transcription factor gene optix. The expression of optix is confined to the unsilvered regions that surround the spots, and these patterns are transformed to a silver identity upon optix RNAi knockdown, implicating optix as a repressor of silver scales in this butterfly. We show that the unsilvered optix haplotype shows signatures of recent selective sweeps, and that this allele is shared with the monomorphic, unsilvered species Speyeria hydaspe, suggesting that introgressions facilitate the exchange of variants of adaptive potential across species. Remarkably, these findings parallel the role of introgressions and cis-regulatory modulation of optix in shaping the aposematic red patterns of Heliconius butterflies2-7, a lineage that separated from Speyeria 45 million years ago8. The genetic basis of adaptive variation can thus be more predictable than often presumed, even for traits that appear divergent across large evolutionary distances. O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=199 SRC="FIGDIR/small/628425v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (112K): [email protected]@982c74org.highwire.dtl.DTLVardef@8e90b3org.highwire.dtl.DTLVardef@1bddf3c_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG Graphical Abstract C_FIG
Autores: Luca Livraghi, Joseph J. Hanly, Ling Sheng Loh, Albie Henry, Chloe M.T. Keck, Vaughn M. Shirey, Cheng-Chia Tsai, Nanfang Yu, Steven M. Van Belleghem, W. Mark Roberts, Carol L. Boggs, Arnaud Martin
Última actualización: 2024-12-17 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.13.628425
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.13.628425.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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