Los abejorros se consideran criaturas pacíficas y laboriosas, y su valor comercial ha aumentado tras el declive de las abejas melíferas en todo el mundo. Por ello, ahora se crían a gran escala y se utilizan como polinizadores de cultivos de valor económico. Sin embargo, a estas pequeñas y lindas criaturas zumbadoras, de las que hay alrededor de 250 especies distintas en todo el mundo, no les va bien en algunos lugares. La gran sombra que proyecta el colapso de las poblaciones de abejas melíferas ha distraído la atención del hecho de que, en los últimos años, tanto en Estados Unidos como en otras zonas, algunas especies de abejorros que antes eran comunes también se han vuelto raras o están en peligro, o han desaparecido por completo.
Por esta razón, dos antiguos investigadores de ETH, Seth Barribeau y Ben Sadd, junto con el profesor Paul Schmid-Hempel, del grupo de ecología experimental, iniciaron un proyecto sobre el genoma del abejorro hace ocho años. El objetivo del proyecto era analizar los genomas de dos especies de importancia comercial: el abejorro común europeo,Bombus terrestris, y su equivalente estadounidense, el abejorro común oriental Bombus impatiens. Los investigadores esperaban que los datos genómicos arrojaran luz sobre la biología, la ecología y la evolución del abejorro en términos más generales.
Análisis de genes inmunitarios
Barribeau, Sadd y otros 80 investigadores de todo el mundo prestaron especial atención a los genes del sistema inmunitario. En el proyecto participaron biólogos evolutivos, ecólogos, bioinformáticos y genetistas. Los investigadores también compararon los genomas de las dos especies de abejorros con los de otros insectos que ya se habían cartografiado, como la abeja melífera, la avispa parasitoide Nasonia y la mosca de la fruta,Drosophila melanogaster. Los científicos publicaron recientemente sus hallazgos en la revista científica Genome Biology.
Los genomas de las dos especies de abejorros se parecen mucho entre sí y contienen alrededor de 20.000 genes distintos en 18 cromosomas. Los científicos descubrieron que solo una pequeña fracción de estos genes participa en la respuesta inmunitaria. De hecho, el repertorio genético del sistema inmunitario de las dos especies de abejorros consta de apenas unos 150 genes, una proporción relativamente pequeña en comparación con la de las moscas o los mosquitos: Drosophila tiene el doble. Por su parte, tanto la abeja melífera como la avispa parasitoide (Nasonia) también tienen un repertorio inmunogenético reducido.
La organización social desempeña un papel menor en la inmunidad
A Schmid-Hempel le desconcierta que el abejorro, que presenta una organización social relativamente débil, tenga tan pocos genes inmunitarios como la abeja melífera, cuya organización social es compleja. Afirma que, hasta ahora, los investigadores suponían que los insectos con un alto grado de organización social podían permitirse invertir menos en su sistema inmunitario. A su vez, un sistema social simple favorecería una defensa individual más sólida. Esta teoría anterior sugería que los insectos muy sociales disponían de otras formas de combatir los patógenos, además de depender exclusivamente de sus defensas inmunitarias individuales; por ejemplo, la cooperación defensiva, como el cuidado mutuo del cuerpo.
Schmid-Hempel cree que el débil sistema inmunitario de las abejas melíferas y los abejorros podría estar relacionado con su dieta: las moscas y las moscas de la fruta, como Drosophila melanogaster , se alimentan de superficies como la fruta podrida, contaminadas con bacterias y hongos, mientras que las abejas se alimentan de fuentes relativamente limpias, como el polen de las plantas y el néctar. Esto debería reducir el riesgo de infección y, por tanto, la presión selectiva a favor de un sistema inmunitario bien desarrollado.
Pero últimamente no solo un sistema inmunitario débil ha dificultado la vida de los abejorros (y las abejas melíferas). Los investigadores solo pudieron identificar unos pocos genes que regulan el mecanismo de desintoxicación del organismo. Según Schmid-Hempel, esto al menos sería compatible con la preocupación de que estos insectos sean sensibles a las toxinas ambientales, como los pesticidas agrícolas.
Las diferencias genéticas arrojan luz sobre la ecología
Sin embargo, el análisis genético también ha revelado diferencias significativas entre la abeja melífera y el abejorro. Por ejemplo, el abejorro tiene más genes que contribuyen al gusto, mientras que la abeja melífera tiene más genes que contribuyen al olfato.
Esto tiene sentido, ya que el abejorro depende del gusto para encontrar alimento y prueba prácticamente cada flor con la lengua. En cambio, la abeja melífera depende más de los olores para encontrar el alimento adecuado, pues estos desempeñan un papel en la danza del meneo, que las abejas melíferas utilizan para comunicarse entre sí la presencia de una buena fuente de alimento. «Esta diferencia fundamental en la forma de vida de estas dos abejas se refleja claramente en sus genes», explica Schmid-Hempel.
No existe un gen social
A los investigadores les sorprendió descubrir que podían asociar relativamente pocos genes específicos con la organización y el comportamiento sociales. «Los genes relacionados con esto no difieren mucho entre los abejorros y las abejas melíferas», afirma Schmid-Hempel. Sin embargo, los científicos descubrieron distintos conjuntos de micro-ARN, pequeños fragmentos de ácidos ribonucleicos, en estos insectos. Estos miARN regulan los genes bloqueando copias de genes que sirven de planos para las proteínas de las células. Al parecer, es precisamente este tipo de regulación genética el que convierte a un insecto «normal» y primitivamente social, como el abejorro, en un organismo muy social, como la abeja melífera.
Este artículo se publica en colaboración con ETH Zurich. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Peter Rüegg es colaborador de ETH Zurich.
Imagen: Una abeja cubierta de polen se posa sobre una brizna de hierba en un césped de Klosterneuburg el 29 de abril de 2013. REUTERS/Heinz-Peter Bader.
