Quizá cavilando sobre las recientes exequias de la Reina de Inglaterra y las estructuras monárquicas en todo el mundo, un querido colega y amigo, nos comparte el presente artículo publicado el 23 de septiembre de 2022 en el boletín digital del Biomedical Sciences Research Center (BSRC) Alexander Fleming y en otros espacios como phys.org, el mismo que tradujimos nosotros para este espacio. Veamos qué se nos comentan al respecto…
Un equipo internacional de biólogos y físicos teóricos de Dresden, Alemania (Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems), Cambridge, Reino Unido ( Babraham Institute) y Atenas, Grecia (BSRC "Alexander Fleming") se propusieron a investigar cómo pueden los sistemas biológicos lograr la especialización pero conservar la plasticidad para impulsar cambios cuando estos son necesarios.
Para hacerlo utilizaron avispas cartoneras como medio para hacer su investigación. Las avispas cartoneras (Polistes dominula) son avispas véspidas que recogen fibras de madera muerta y tallos de plantas, que mezclan con saliva y utilizan para construir nidos hechos de material parecido al papel gris o marrón, de ahí su nombre. Este tipo de avispas son insectos sociales que muestran una división social del trabajo, con algunos insectos que se especializan en buscar comida y otras tareas (obreras), mientras que un solo insecto se convierte en la reina que se especializa en producir descendencia. Esto es similar a la estructura social de muchos otros tipos de enjambres similares en todo el mundo.
Si bien esta división del trabajo permanece estable durante toda la vida de la reina, cuando la reina se retira del nido o muere, las obreras restantes pueden cambiar rápidamente su comportamiento y establecer una nueva reina. Debido a este comportamiento, las avispas papeleras sirven como campo de pruebas experimentales para estudiar la plasticidad biológica.
Durante los viajes de campo al hábitat nativo de las avispas en Panamá, los científicos realizaron experimentos en los que sacaron a la reina de los nidos y luego observaron cómo las obreras restantes restablecían una nueva reina.
En estos experimentos, la investigación combinó diferentes herramientas experimentales tales como grabaciones de video y perfiles moleculares detallados de los cerebros de los insectos para seguir este proceso simultáneamente en escalas espaciales muy diferentes de organización biológica para investigar la interacción entre los procesos moleculares y las interacciones sociales.
"Usar insectos sociales para estudiar la plasticidad nos dio la oportunidad única de relacionar procesos moleculares, individuales y sociales a lo largo del tiempo a nivel de insectos individuales, algo que no es factible cuando se estudian células en tejidos de mamíferos", dice la Dra. Solenn Patalano, quien dirigió los experimentos.
Al emplear la teoría, los investigadores, dirigidos por el Dr. Steffen Rulands, desentrañaron los diferentes procesos que conducen al establecimiento de una sociedad estable y la capacidad de los trabajadores para establecer una nueva reina. Descubrieron que las avispas cartoneras contrarrestan la expresión de genes que establecen un comportamiento de reina con una lucha agresiva que reprime los mismos genes.
Sus cálculos mostraron que esto permite a estas sociedades distinguir entre diferentes tipos de perturbaciones que afectan al nido: las perturbaciones intrínsecas afectan a los insectos independientemente unos de otros y son reprimidas activamente por la sociedad. Las perturbaciones extrínsecas afectan a toda la sociedad y la sociedad reacciona plásticamente.
“Es fascinante ver cómo estas sociedades logran combinar procesos que ocurren en escalas separadas por un orden de magnitud para superar una aparente paradoja”, dice Adolfo Alsina, quien realizó el trabajo teórico. Los conocimientos obtenidos de los insectos sociales podrían aplicarse en el futuro para comprender la plasticidad en otros sistemas biológicos, como la reprogramación de células en células madre en terapias regenerativas.
La investigación fue publicada en Cell Systems.
https://phys.org/news/2022-09-royalty-worker-wasps-specialization-plasticity.html
