¿ES LA ORGANIZACIÓN DE LAS COLMENAS UNA UTOPÍA?

"Si la abeja desapareciera de la superficie del globo, al hombre solo le quedarían 4 años de vida: sin abejas, no hay polinización, ni hierba, ni animales, ni hombres." Albert Einstein.

Las colmenas de abejas siempre han sido un buen ejemplo de organización y cooperación entre individuos. La abeja reina gobierna el panal y sus súbditos saben muy bien cuál es el papel para el que han sido concebidos: las obreras han de mantener  la colmena y los zánganos se encargarán de fecundar a la reina.  Sin embargo, no es oro todo lo que reluce y, en ocasiones, estos súbditos pueden sublevarse contra el monopolio de la reina originando  un conflicto en esta utopía.

Los argumentos teóricos predicen que existe la posibilidad de que las reinas y los machos estén en conflicto debido a la capacidad que ambos poseen de metilar el DNA de sus gametos para manipular el potencial reproductivo de su descendencia femenina. La metilación es una modificación epigenética que consiste en añadir un metilo en las citosinas del ADN, que no altera la secuencia del gen, pero puede servir como una señal para diferentes procesos. Pues bien, parece que esta metilación, además de jugar un papel central en el establecimiento de las diferentes castas, podría tener otras funciones en los insectos sociales.

Así, una modificación epigenética de un gen portado por un macho, puede aumentar la probabilidad de que su descendencia femenina se convierta en una reina o una obrera reproductiva. Recíprocamente, una reina puede generar modificaciones epigenéticas de un gen transmitido a su descendencia obrera para reducir la probabilidad de que dicha descendencia  ponga huevos. Aquí es donde reside el conflicto. Por tanto, existe una selección diferencial de los genes, que afectará  a la fecundidad de la descendencia femenina, dependiendo de si se están transmitiendo desde una reina o un macho. Este proceso por el cual la expresión de un gen se ve influenciada por el progenitor del que es heredado se denomina  impronta genómica y puede conducir al silenciamiento completo de un gen. Por ejemplo, un gen paterno con modificaciones epigenéticas que aumenten  el potencial reproductor de sus hijas en detrimento del de la reina puede ser silenciado de forma que sólo se exprese el de la madre, la reina. En ese punto, el gen se desarrollaría exclusivamente para el beneficio de las madres, sin tener en cuenta la aptitud de los padres.

Por tanto, estos “rifi-rafes” entre los sexos y castas de los insectos sociales como son las abejas, demuestran que la evolución de la impronta genómica y el conflicto es probable. Sin embargo, este conflicto en el que los genes paternos se seleccionan para aumentar la fecundidad de sus descendientes hembra, mientras que los genes maternos se seleccionan para reducir dicha fecundidad, está respaldada, hasta ahora, sólo por evidencias circunstanciales. 

Las herramientas experimentales necesarias ya están disponibles para probar esta hipótesis, por lo que ha llegado el momento de abordar estos conflictos e intentar comprender mejor el papel de la epigenética en la biología de los insectos sociales.

Kin conflict in insect societies: a new epigenetic perspective. Robert A. Drewell1, Nathan Lo2, Peter R. Oxley2, Benjamin P. Oldroyd2, Trends in ecology and evolution. Volume 27, July 2012, Pages 367–373.

DNA methylation is widespread across social Hymenoptera. Marcus R. Kronforst1, David C. Gilley2, Joan E. Strassmann3, David C. Queller3, Current biology. Volume 18, April 2008, Pages R287–R288

Rocío Castro Viñuelas.

PLANTS: PARENTAL CONFLICT.

Maternal factors regulate the development of the embryo and silence paternal genes during early stages of development.

Behind a great man there is always a great woman, but when the woman is a mother, she is always ahead.

In flowering plants, the beginning of embryogenesis is almost exclusively governed by maternal gene activity. This finding was reported by an international team of researchers including plant geneticists from the University of Zurich. It was obtained using next generation sequencing technology. This newly uncovered mechanism may be involved in the maintenance of species boundaries and could play an important role in the development of novel crop varieties.
Mother and father each contribute one half of the genetic information to their offspring. Thus, it was thought that both parents contribute equally to the development of the next generation. Indeed, this holds true for late stages of embryo development in plants, but early on, things are quite different: during the earliest phase of embryo development predominantly the maternal genes are active. A mother always knows what´s the best for her son, so this phase of development is controlled largely by maternal factors, which actively repress or silence the genes inherited from the father. She wears the pants.

The Zürich scientists crossed two genetically distinguishable races of the model plant Arabidopsis thaliana and analyzed the relative contributions of the parental genomes shortly after the first division of the fertilized egg. Such molecular genetic analyses of plant embryos at very early stages are technically challenging, which explains why up to now researchers resorted to studying embryos at later stages. Grossniklaus, Professor for Plant Developmental Genetics at University of Zurich, and colleagues were able to show that in an early phase of plant embryo development, predominantly maternal genes are active. Via siRNAs, the maternal genome controls paternal genes to ensure that, initially, most remain inactive. In the course of development, paternal genes are successively activated, which also requires the activity of maternal factors. This finding suggested that these siRNAs have a specific role in preventing transposons to move within the genome.


The mother invests considerable resources into the formation of seeds. Before making this investment, the mother verifies the paternal contribution to the progeny for compatibility with her own genome. If the father's genome is too divergent from her own, e.g., originating from a different species, the embryo will die. Maternal control may ensure the maintenance of species boundaries. Genetic incompatibility will cause embryos to abort, such that fertilization with pollen from other plant species is not successful. This may also explain why attempts to
cross crop plants with their wild relatives, e.g., to transfer disease-resistance genes present in wild relatives to crops, often fail early in embryogenesis.
Commercial crop breeders will thus be interested in finding out how the maternal control of early plant embryo development can be circumvented in their breeding programs.






For more information:

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2011-05/uoz-pci053011.php

Carlota Rey Casal