Las hormonas controlan el tamaño de la mancha ocular en la mariposa Bicyclus anynana

Las hormonas controlan el tamaño de la mancha ocular en la mariposa Bicyclus anynana

21 de noviembre de 2017

La hembra Bicyclus anynana mariposa (izquierda) presenta en sus alas manchas oculares más grandes que su homólogo masculino (derecha). Nuevas investigaciones muestran que la hormona ecdysone regula el tamaño de la mancha ocular en B. anynana, tanto entre machos y hembras como entre las morfosis de las estaciones húmedas y secas. (Fotografía: William H. Piel y Antónia Monteiro)

Por Vanesa Campos

La mariposa Bicyclus anynana tiene hermosas manchas en sus alas, que funcionan en la señalización sexual y la desviación de depredadores. Durante años los investigadores creyeron que las diferencias entre los patrones de las alas masculinas y femeninas estaban reguladas de forma autónoma por un gen llamado doublesex. De hecho, las mariposas ginandromorfas, que son exactamente mitad macho y mitad hembra, habían sugerido a los investigadores hace mucho tiempo que el sexo en las mariposas se determinaba célula por célula.

Ahora, una nueva investigación del laboratorio de Antónia Monteiro en la Universidad de Singapur muestra que las mariposas macho y hembra Bicyclus tienen diferentes niveles de la hormona ecdysone y que los niveles de ecdysone regulan los diferentes tamaños de las manchas en las mariposas macho y hembra Bicyclus. publicada esta semana en Molecular Biology and Evolution.

El B. anynana mantequilla, nativa de África y también conocida como "arbusto marrón entrecerrado", tiene formas estacionales: En la estación seca, el alimento es escaso. Los machos de la estación seca tienen pequeñas manchas en los ojos, que se mezclan en el fondo como una hoja seca. Los machos de la estación seca invierten mucho en la reproducción, produciendo espermatóforos metabólicamente costosos que son muy buscados por las hembras. Las hembras de la estación seca tienen grandes manchas en los ojos para cortejar a los machos para obtener un espermatóforo. (Para más información, ver "Cómo las alas llamativas, la luz ultravioleta y las estaciones juegan un papel en los rituales de apareamiento de una especie de mariposa")

En la estación húmeda, los recursos son abundantes, y los machos no necesitan invertir tanto en la reproducción. En la estación húmeda, las hembras son el sexo elegido, y tanto los machos como las hembras tienen grandes manchas en los ojos, que funcionan para la desviación de los depredadores: Los depredadores como las mantis son abundantes y frecuentemente atacan las grandes manchas, pero las mariposas pueden escapar del ataque. Sin embargo, en mariposas con pequeñas manchas, las mantis atacan la cabeza y el tórax, matando a la mariposa.

La cuestión, durante muchos años, ha sido entender cómo se regulan las diferencias de tamaño de las manchas entre machos y hembras y las formas estacionales. doublesex regula los rasgos sexuales, los investigadores encontraron que doublesex no se expresaba en los centros de las manchas oculares. Eso los llevó a investigar si las diferencias en los niveles hormonales podrían estar controlando los adornos de las alas. De hecho, encontraron que la ecdisona alcanza su máximo nivel durante la etapa de vagabundeo, y las hembras tienen títulos más altos que los machos. Además, los títulos de la estación húmeda son más altos que los de la estación seca.

Los investigadores encontraron que el receptor de ecdisona se expresaba en el ala en desarrollo en el lugar de la futura mancha ocular, y se expresaba en una medida similar en cada sexo y forma estacional.

Cuando el ecdisona se une al receptor de ecdisona, desencadena la división celular localmente. En los hombres de la estación seca, los bajos niveles de ecdisona significaban que las células de la mancha ocular no se dividían, y la mancha ocular se mantenía pequeña. En contraste, en las mujeres, los altos títulos de ecdisona desencadenaron una división celular más local, produciendo una mancha ocular más grande. Los investigadores manipularon los niveles hormonales para ver si eso solo podía controlar el tamaño de la mancha ocular. Inyectaron ecdisona en los machos de la estación seca y disminuyeron la señalización de ecdisona inyectando un antagonista del receptor de ecdisona, cucurbitacina, en las hembras y los machos de la estación húmeda. Esto aumentó el tamaño de las manchas en los machos de la estación seca y redujo significativamente el tamaño de las manchas en los otros grupos.

"Hemos demostrado que las diferencias entre los sexos en los niveles de una hormona esteroide, durante un breve período de desarrollo, controlan un patrón muy localizado de división en las células que expresan el receptor de la hormona, que más tarde se convierten en las brillantes células de escamas reflectantes de UV que constituyen un adorno sexual en las mariposas adultas", escribieron los investigadores. El equipo de Monteiro está trabajando ahora para entender cómo la temperatura y el sexo determinan el título de ecdisona.

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