Un estudio muestra la r谩pida evoluci贸n de los insectos criados en laboratorio

Un estudio muestra la r谩pida evoluci贸n de los insectos criados en laboratorio

1 de marzo de 2018

Una gran variedad de insectos (como los mosquitos, que se muestran aqu铆) se cr铆an en el laboratorio. Una nueva revisi贸n de la investigaci贸n sobre los insectos criados en el laboratorio muestra que evolucionan r谩pidamente a medida que progresan a trav茅s de las generaciones criadas en ambientes artificiales. (Foto: Perran Ross)

Por Leslie M谩rquez, Ph.D.

Cuando se trata de la evoluci贸n, los insectos son artistas del cambio r谩pido. De hecho, cuando los insectos crecen en condiciones de laboratorio, algunos sufren adaptaciones notables en s贸lo unas pocas generaciones, seg煤n una nueva revisi贸n de la investigaci贸n publicada en el Journal of Economic Entomology.

En general, los investigadores encontraron que las condiciones constantes de laboratorio estimularon las adaptaciones. "Vimos cambios en la historia de la vida, incluyendo en la cantidad de huevos que se producen y la rapidez con que se desarrollan. Puedes tener una cepa que produce muy pocos huevos en estado salvaje, pero luego, en s贸lo unas pocas generaciones en el laboratorio, est谩 produciendo un n煤mero considerablemente mayor de huevos", dice Hoffmann. Con un 10 por ciento m谩s de huevos por generaci贸n, los n煤meros pueden sumarse r谩pidamente.

Esto no significa que todas las especies experimenten estos cambios cuando se cultivan en un laboratorio. El tama帽o de la poblaci贸n del laboratorio, las condiciones del entorno del laboratorio (por ejemplo, el grado de aglomeraci贸n, la temperatura), el tipo de insectos que se cr铆an y el tiempo que lleva criada la poblaci贸n, todo esto puede afectar a las tasas de evoluci贸n. "Algunos rasgos cambian r谩pidamente; otros no. Hay mucha variabilidad", dice.

Los hallazgos generales relacionados con los insectos criados en laboratorio incluyen:

  • Los mosquitos y otras moscas experimentan adaptaciones a las condiciones de laboratorio que mejoran su aptitud (por ejemplo, un tama帽o ligeramente mayor, un desarrollo m谩s r谩pido, m谩s apareamiento). Las mariposas y las polillas, por otro lado, "pueden ir cuesta abajo bastante r谩pido", dice Hoffmann.
  • La morfolog铆a no cambia mucho. Aunque algunas especies pueden crecer un poco m谩s o menos cuando se cr铆an en un ambiente controlado, la mayor铆a de los cambios morfol贸gicos son menores.
  • Cuanto m谩s tiempo se cr铆an los insectos en un laboratorio, menor es su tolerancia a las oscilaciones de temperatura (un rasgo conocido como resistencia al estr茅s t茅rmico). "Eso es importante porque, si un investigador est谩 probando una poblaci贸n para averiguar si es susceptible a las temperaturas extremas y est谩n utilizando cepas de laboratorio en lugar de insectos salvajes, podr铆an decidir que no es particularmente dif铆cil cuando en realidad lo es", explica.
  • Los comportamientos de apareamiento pueden adaptarse r谩pidamente. Mientras que las adaptaciones de comportamiento a menudo estimulan la reproducci贸n en el laboratorio, tales cambios pueden hacer que los insectos cultivados en el laboratorio sean menos capaces de encontrar pareja en el campo. Esto puede ser especialmente problem谩tico para los programas de liberaci贸n est茅ril.

Este gr谩fico ilustra las adaptaciones en los insectos criados en laboratorio, divididas por el tipo general de adaptaci贸n. Las adaptaciones de la historia de la vida (por ejemplo, el n煤mero de huevos, la velocidad de desarrollo) fueron las m谩s frecuentes, y la mayor铆a de ellas fueron adaptaciones positivas, lo que significa que la aptitud de los insectos aument贸 como resultado. (Imagen originalmente publicada en Hoffman y Ross 2018, Journal of Economic Entomology)

Los investigadores revisaron m谩s de 50 art铆culos cient铆ficos para aprender sobre las adaptaciones en los insectos criados en laboratorio. La mayor铆a de los trabajos trataban sobre moscas (D铆pteros) o sobre mariposas y polillas (Lepid贸pteros). Al comparar los dos 贸rdenes, las moscas mostraron un aumento de las adaptaciones en general, siendo la mayor铆a positivas. Las mariposas y las polillas mostraron menos adaptaciones en general, siendo un porcentaje comparativamente mayor de ellas negativas. (Imagen originalmente publicada en Hoffman y Ross 2018, Journal of Economic Entomology)

Entender el alcance de las adaptaciones es importante por varias razones, seg煤n Hoffmann. "Criamos bastantes insectos en estos d铆as con el prop贸sito de biocontrol", dice, explicando que estos incluyen avispas parasitoides que se liberan para atacar ciertas plagas de la granja. Estos esfuerzos de biocontrol ayudan a reducir la dependencia de los pesticidas. "Hay un gran n煤mero de estos insectos criados en el laboratorio que salen al campo, particularmente en situaciones como las de los invernaderos de cristal [de cristal], por lo que hay que asegurarse de que tienen una gran aptitud y van a tener un buen rendimiento". Sin embargo, si se utilizan insectos que han comenzado a adaptarse a las condiciones de laboratorio, entonces se puede encontrar que la aptitud y el rendimiento disminuyen, y eso puede ser un verdadero problema."

De la misma manera, los programas de control tambi茅n cr铆an un gran n煤mero de insectos macho est茅riles, especialmente mosquitos, como una forma de controlar la reproducci贸n de hembras potencialmente portadoras de enfermedades. "Millones y millones de machos est茅riles est谩n siendo liberados en miles y miles de hect谩reas, y esos machos est茅riles tienen que competir con los machos en el campo. Si los machos est茅riles criados en el laboratorio empiezan a perder esa capacidad competitiva, entonces hay que empezar a liberar un mont贸n m谩s de ellos para tener un impacto, por lo que es un tema bastante cr铆tico", dice Hoffman.

Esos insectos que se cr铆an har铆an bien en tener en cuenta el potencial de las adaptaciones de laboratorio, y podr铆an considerar o bien reponer sus existencias a intervalos apropiados o bien cruzar la poblaci贸n de laboratorio con individuos silvestres para asegurarse de que tienen las existencias de insectos m谩s saludables y m谩s capaces para los programas de liberaci贸n y para los estudios de investigaci贸n, aconseja Hoffmann. "Esto es extremadamente importante, y es algo que realmente hay que hacer."

Ary Hoffmann, Doctor en Filosof铆a, profesor del Instituto de Ciencia Molecular y Biotecnolog铆a Bio21 de la Universidad de Melbourne. (Foto: Kathryn Bays)

Coautor de la publicaci贸n Perran Ross, un estudiante graduado de la Universidad de Melbourne. (Foto: Geoff Shaw)

Adem谩s de este estudio de revisi贸n, el grupo de investigaci贸n de Hoffmann est谩 preparando la publicaci贸n de otro trabajo sobre la tasa de adaptaci贸n de la especie de mosquito Aedes aegypti, que propaga la fiebre amarilla, Zika, y una variedad de otros pat贸genos. "Esper谩bamos una tasa bastante alta, pero est谩 en el extremo inferior", dice. Postula que las bajas tasas pueden deberse al hecho de que estos mosquitos normalmente viven cerca de la habitaci贸n humana, por lo que ya est谩n acostumbrados a un entorno algo artificial. "Es un hallazgo bastante intrigante", a帽ade.

Hoffman y su grupo tambi茅n est谩n interesados en un par de avispas parasitoides para ser liberadas como t谩ctica para combatir ciertos insectos minadores de hojas, y afirm贸 que de hecho tendr谩n en cuenta las tasas de adaptaci贸n. Observa: "Nuestro documento de revisi贸n recientemente publicado refuerza el hecho de que nosotros, como todos los dem谩s, tenemos que tomar en serio la adaptaci贸n en el laboratorio y considerarla muy cuidadosamente. As铆 que, s铆, las tasas de adaptaci贸n est谩n en nuestra agenda."

Leer m谩s

"Tasas y patrones de adaptaci贸n de laboratorio en (la mayor铆a de) los insectos"

Revista de Entomolog铆a Econ贸mica

>Leslie M谩rquez, Ph.D.,

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