Ensamblaje evolutivo de tipos de células que cooperan en un sistema de defensa química animal

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo evolutivo
• Ecología química de los insectos
• Biología celular y molecular

Sus antecedentes:

• Los orígenes evolutivos de las funciones complejas de los órganos a partir de tipos de células más simples siguen siendo en gran medida inexplicables.
• Comprender cómo surgen las nuevas estructuras y funciones de los órganos es crucial para descifrar la innovación evolutiva.

Objetivo del estudio:

• Investigar el proceso evolutivo detrás del desarrollo de una nueva glándula de secreción defensiva en escarabajos.
• Aclarar los mecanismos celulares y moleculares subyacentes al ensamblaje de distintos tipos de células que contribuyen a la función del órgano.

Principales métodos:

• Análisis genómicos y transcriptómicos comparativos para identificar patrones de expresión génica.
• Ensayos bioquímicos para caracterizar los compuestos secretados y las actividades enzimáticas.
• El rastreo del linaje celular y los ensayos funcionales para determinar los orígenes y las contribuciones del tipo celular.

Principales resultados:

• Identificó dos tipos de células cooperantes responsables de la secreción defensiva del escarabajo.
• Un tipo de célula, un híbrido de cutícula y células antiguas, produce alcanos y ésteres a través de enzimas mosaicas.
• El segundo tipo de célula sintetiza benzoquinonas utilizando vías de energía y cutícula integradas, formadas por la coevolución.

Conclusiones:

• La novedad del órgano surge del ensamblaje cooperativo y la coevolución de tipos celulares distintos.
• Esta cooperación celular genera secreciones potentes, que confieren ventajas adaptativas y nuevos comportamientos a nivel de órganos.