Los pigmentos y la estructura de las escamas de las alas trabajan juntos para dotar de colores a las mariposas.
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Las plantas con flores nos trajeron hace ya 100 millones de años a las mariposas. Estas han inspirado a los humanos a la hora de crear todo tipo de metáforas y poesía.
Ahora, con cada vez menos mariposas por culpa de los pesticidas, de vez en cuando nos sorprende una con su vuelo grácil y sus vivos colores. Colores que usan para el camuflaje o para atraer a sexo opuesto.
Los colores de las alas de las mariposas dependen tanto de los pigmentos que poseen sus escamas como de las estructura y morfología que estas escamas, que nos brindan brillantes colores metalizados a los que se denomina colores estructurales. Colores estos que surgen por interferencia de la luz incidente. Podría pensarse que unas especies de mariposas usan pigmentos y otras colores estructurales, pero lo que se ha descubierto ahora es que podría ser una mezcla de ambos tipos.
Ahora, un grupo de investigadores ha podido demostrar que basta modificar unos pocos genes que codifican la pigmentación para tanto cambiar el color como la morfología de las escamas. Los investigadores usaron la técnica CRISPR/Cas9 (pronunciado «crisper») para alterar esos genes en la mariposa africana Bicyclus anynana (la modificada es la de la derecha en la foto de cabecera). Estas modificaciones dieron lugar a cambios en la estructura y rigidez de las escamas, así como del color.
Los genes de la pigmentación tendrían entonces un papel doble en la formación de las escamas. Así que los pigmentos y la estructura de las escamas trabajan juntos para dotar de colores a las mariposas.
Según Antónia Monteiro (Universidad Nacional de Singapur) el color y estructura de la escamas están íntimamente relacionados porque las moléculas del color también afectan a la estructura de las escamas.
Esta investigadora y Yuji Matsuoka desactivaron cinco genes codificadores de pigmentos emparentados entre sí. Las mutaciones que afectaban a pigmentos relacionados con melanina, por la ausencia de los pigmentos correspondientes, favorecieron la formación de una capa extra de quitina, que es lo que forma el exoesqueleto de los insectos, dispuesta en forma de franjas horizontales sobre la superficie exterior de las escamas. Las mutaciones que afectaban a los pigmentos relacionados con la dopamina-melanica hacían lo mismo, pero con franjas verticales de quitina.
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Recordemos que algunas mariposas tiene vivos colores estructurales gracias una capa adecuadamente dispuesta de quitina sobre las escamas y que los colores conseguidos dependen del grosor de dicha capa.
Los colores de las alas son cruciales para las mariposas porque los usan para ocultarse de los depredadores y como señuelo para atraer al seco opuesto. Si estas mutaciones inducidas artificialmente se dieran en el mundo natural afectaría la supervivencia y reproducción de este tipo de insectos.
Hasta ahora se habían descrito los colores de las mariposas como o bien estructurales o pigmentarios, pero este trabajo muestra que hay genes que limitan la evolución en ambos casos.
«La morfología de las escamas de las alas es altamente divergente, sin embargo, la genética y mecanismos moleculares subyacentes al desarrollo de las escamas de las alas de mariposa ha empezado a estudiarse justo ahora y los productos de la melanina son sólo unas de las múltiples moléculas que posiblemente juegan un papel en este proceso», dice Matsuoka.
«En estudios posteriores se pueden usar otras especies de mariposas y otros componentes cuticulares que nos ayuden a saber más acerca de la evolución y desarrollo de las escamas de las alas de mariposa», añade.
Monteiro sugiere que si comprendiese bien la genética de los colores de las alas de mariposa entonces alguna compañía podría en el futuro generar colores vivos y brillantes basados en quitina a través de la bioingeniería en lugar de obtenerlos a través de metales nanoestructurados con los que es muy difícil trabajar. Estos colores basados en quitina sería duraderos y además biodegradables, por lo que sería medioambientalmente positivos.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Foto: William H. Piel and Antónia Monteiro.
Esquema: Matsuoka & Monteiro/ Cell Reports.