Descubren por qué las cucarachas y las termitas son animales sociables

Científicos del Instituto de Biología Evolutiva (IBE-UPF-CSIC) han participado en la secuenciación, por primera vez, del genoma de una cucaracha, la Blattella germanica, y de una especie de termita, la Cryptotermes secundus, para descubrir cómo evolucionaron hacia insectos organizados socialmente.

En el estudio, que publica la revista Nature Ecology and Evolution y liderado por el Institute for Evolution and Biodiversity de la Universidad de Münster (Alemania), han participado los investigadores del IBEC Xavier Bellés, María Dolores Piulachs y Guillem Ylla, que han comparado el genoma de la cucaracha y de la termita con la de quince insectos más.

El objetivo de la investigación era encontrar las claves de la evolución de la eusocialidad (concepto que define el nivel más alto de organización social que se da en los animales) de estos insectos, que, cómo las abejas o las hormigas, viven en una estructura social muy organizada.

Según ha explicado Bellés, las sociedades de insectos gigantescas y complejas, como las hormigas, abejas y termitas, viven de forma colectiva y se caracterizan por la coexistencia de varias generaciones dentro de una misma colonia, un cuidado cooperativo de las crías y la presencia de castas especializadas reproductivas y no reproductivas.

Según los investigadores, las sociedades de las termitas y de las hormigas, a pesar de ser muy similares, evolucionaron de manera independiente.

De hecho, mientras que las termitas surgieron de las cucarachas hace unos 150 millones de años, las hormigas y otros himenópteros eusociales, como las abejas, aparecieron 50 millones de años más tarde en una rama diferenciada del árbol de la vida de los insectos.

Para conocer más detalles de esta evolución, los científicos han secuenciado el genoma de la cucaracha y la termita y compararon los genomas, la actividad genética y el proteoma (el conjunto de las proteínas que codifican para un genoma) de tres especies de termitas con los de la cucaracha.

Los resultados se compararon, a la vez, con los genomas de quince insectos más, algunos de los cuales son eusociales y otros no.

Con la ayuda de algoritmos reconstruyeron la configuración genética de los antepasados de las actuales termitas para ver cuando aparecieron las mutaciones que permitieron la eusocialidad.

El estudio ha revelado, por un lado, que hay regiones del genoma que codifican quimiorreceptores, unas proteínas implicadas en la comunicación por medio de estímulos químicos.

«La comunicación es esencial en todas las interacciones biológicas, en especial para los organismos sociales; mientras que los humanos usamos el lenguaje, los insectos se comunican, sobre todo, químicamente», ha señalado Xavier Bellés.

Estos resultados son muy similares a los obtenidos en estudios previos sobre la evolución de la eusocialidad en abejas y hormigas.

Un análisis más profundo de los resultados, sin embargo, ha mostrado que una familia de quimiorreceptores presente en las termitas y distinta a la de abejas y hormigas se especializó en el reconocimiento de las feromonas.

Los investigadores también han encontrado otros indicios de convergencias en el genoma de abejas, hormigas y termitas, como unos genes que juegan un papel clave en la síntesis de hidrocarburos en la cutícula de los insectos, y que podrían ser importantes en la comunicación.

Uno de los resultados principales del estudio es que los cambios en el genoma que favorecieron las adaptaciones moleculares de las termitas se produjeron gracias a los transposones, que son regiones de ADN que tienen la capacidad de duplicarse y cambiar de posición dentro del genoma.

Los transposones representan una buena parte del genoma de las cucarachas y las termitas, y probablemente contribuyeron a la extensión de las proteínas implicadas en la comunicación social, han concluido los investigadores.