Especialización nutricional y evolución social en cucarachas y termitas

Área de la Ciencia:

• La genómica evolutiva es la genómica evolutiva
• Biología del insecto social Biología del insecto social
• La genómica comparada es una genómica comparada.

Sus antecedentes:

• El cuidado biparental de las cucarachas y el altruismo entre hermanos termitas evolucionaron de los antepasados solitarios de las cucarachas.
• La especialización nutricional en la madera muerta deficiente en nutrientes está implicada en esta transición evolutiva.
• Los fundamentos genómicos de estos comportamientos sociales permanecieron en gran medida poco claros.

Objetivo del estudio:

• Investigar los cambios genómicos asociados con la evolución del comportamiento social en Blattodea.
• Comprender la base genética de las diferencias en el cuidado de la cría y el altruismo entre las cucarachas y las termitas.
• Explorar el papel de la pérdida de genes y la cooptación en el desarrollo de estructuras sociales complejas.

Principales métodos:

• Secuenciación de ocho nuevos genomas de especies de Blattodea.
• Análisis genómico comparativo para identificar las contracciones y pérdidas de genes.
• Análisis de los patrones de expresión génica relacionados con las vías metabólicas y de señalización.

Principales resultados:

• La contracción del genoma gradual observada en las especies estudiadas de Blattodea.
• La desactivación de la fosforilación oxidativa y los genes del peroxisoma en las cucarachas, vinculados al lento crecimiento inmaduro y la cría de crías.
• Pérdida de genes de la motilidad de los espermatozoides en las termitas, lo que apoya la necesidad de la fundación monógama para la división reproductiva del trabajo.
• Coopción de genes de las vías de señalización de la hormona juvenil, la insulina, el EGFR y el Dpp en las termitas.
• Expresión génica diferencial en larvas de termitas: alto metabolismo energético en obreras, metabolismo energético en etapa tardía en ninfas reproductoras.

Conclusiones:

• Los cambios genómicos, incluida la pérdida de genes y la cooptación de vías, fueron fundamentales para la evolución de los comportamientos sociales en Blattodea.
• Las desactivaciones genéticas específicas limitaron la cría de cucarachas, mientras que la evolución social de las termitas implicó adaptaciones en la reproducción y el metabolismo.
• Las vías estudiadas apoyan el aprovisionamiento obligatorio de trabajadores y los circuitos de retroalimentación que permiten la evolución de grandes colonias de termitas homeostáticas.