Hace algo más de 35 millones de años tuvo lugar un secuestro genético determinante e inusual. De alguna manera, un gen de autodefensa de una planta pasó al interior celular de una mosca blanca. Una vez dentro, allí se quedó y desde allí se heredó hasta que a todas ellas se extendió. Desde entonces, la mosca blanca usa su función como escudo y es capaz de resistir los ataques que muchas plantas lanzan contra toda suerte de insectos. Hoy, y en virtud de ese gen, la mosca blanca es una de las plagas más destructivas del mundo.
Es algo así como ir a una piscina, entrar con los ojos marrones y salir con ojos azules, solo porque has tragado agua
El secuestro es un caso de lo que se conoce en la jerga como transferencia genética horizontal. Esta supone que el paso de material genético no se dirige a los descendientes, como ocurre de la forma tradicional y vertical, sino a compañeros del entorno.
En algunos casos el resultado es un salto evolutivo casi inmediato y se entiende con la comparación que hizo la microbióloga Lynn Margulis: “Es algo así como ir a una piscina, entrar con los ojos marrones y salir con ojos azules, solo porque has tragado agua”. Es muy habitual entre microorganismos, pero muchísimo más raro en células como las de plantas o animales.
Esta es la primera vez que se describe un salto así y con una función tan evidente entre una planta y un animal. El estudio inaugural se publica en la revista Cell y, en palabras de Charles Davis, biólogo evolutivo en la Universidad de Harvard, “es realmente genial”.
La lanza y el escudo
“Ha habido mucho debate en los últimos años sobre si algo así se producía realmente en células eucariotas (como las de plantas y animales)”, reconoce Luis Boto, biólogo evolutivo en el Museo de Ciencias Naturales del CSIC en Madrid y que lleva años investigando este tipo de transferencias. “El nuevo estudio demuestra claramente y de forma detallada que puede suceder. Además, por primera vez se comprueba el salto de un rasgo por transferencia horizontal de una planta a un animal, superando las barreras y dotando a este de una defensa frente al material armamentístico de aquella”.
Los investigadores ni siquiera estaban buscando algo así. Lo que trataban de hacer era averiguar de forma general qué permitía a la mosca blanca campar a sus anchas, alimentarse sin complejos de la savia azucarada de cientos de plantas que a otros insectos les resultan más o menos tóxicas. Y provocar, de paso, plagas que destruyen multitud de cultivos con enormes consecuencias económicas.
Los pesticidas naturales de muchas plantas reciben el nombre de glucósidos fenólicos, moléculas que consisten básicamente en un azúcar unido a un ácido. Los investigadores buscaron en el genoma de la mosca qué les podría estar ayudando a resistir su ataque y que, a la vez, no estuviera en otros parientes más o menos próximos. El gen que encontraron y que mejor pinta tenía se llama BtPMaT1. Y he ahí donde estaba la sorpresa.
El gen contiene las instrucciones para fabricar una proteína que añade un grupo químico a los pesticidas, volviéndolos inofensivos. Pero no solo no estaba en otros insectos, sino que no tenían siquiera ningún otro que se le pareciese y que la evolución hubiera ido modificando. ¿De dónde venía, entonces?
Los investigadores querían averiguar qué permitía a la mosca blanca campar a sus anchas y alimentarse de la savia azucarada que a otros insectos les resultan tóxicas
Francis Mojica identificó el origen vírico de las secuencias CRISPR en su ordenador, cortando y pegando letras en diferentes bases de datos. Eran los tiempos anteriores a la explosión de internet. Ahora, los investigadores lanzaron una búsqueda mucho más potente de secuencias similares a la del gen en multitud de bibliotecas de genomas. Las encontraron, pero solo estaban en plantas.
La arqueología genómica les ha permitido establecer que el insecto tomó el gen en algún momento hace entre 35 y 80 millones de años y a partir de entonces se extendió. Cómo y de qué planta lo hicieron no lo saben aún, aunque bien podría haber sido a través de un virus, sospechan.
A partir de ahí hicieron toda una serie de comprobaciones. Vieron que el gen estaba integrado en el genoma del insecto, como uno más. Que trabajaba, sobre todo en el intestino, y que funcionaba como habían predicho. En lugar de esperar a que la evolución pudiera generar y amparar cambios desesperadamente lentos y graduales, que no podía prometer, la mosca blanca engulló un gen y esquivó miles de años de un bocado. Entró y salió de la piscina de Margulis.
Esto es una muestra de que la evolución puede incorporar genes de otros organismos y que pueden ayudar a sobrevivir mejor
“Es una muestra de que la evolución puede incorporar genes de otros organismos y que pueden ayudar a sobrevivir mejor”, ha dicho Ted Turlings, uno de los coautores. “Este caso es algo extremadamente raro, pero si tenemos en cuenta que hablamos de miles de millones de insectos y plantas interaccionando durante millones de años, se vuelve más posible”.
En realidad no es el primer caso que se encuentra. Justo unos meses antes, investigadores colombianos describieron otro gen que había saltado de una planta a la propia mosca blanca. La diferencia es que, de momento, no han podido demostrar que esté cumpliendo una función.
BtPMaT1 parece que sí lo hace. Los investigadores diseñaron un original experimento para ver hasta qué punto le era útil a la mosca. Generaron una planta de tomate transgénica que produjera un ARN particular, un ARN que inactivara el gen cuando las moscas comieran de ella. A la semana de iniciar el experimento, casi el 100 % habían muerto. En el mismo tiempo, apenas el 20 % de las que comían de una planta normal lo hicieron. El gen les resulta crucial.
Al mismo tiempo, la modificación no afectó a otros insectos y animales con quienes la probaron ni a la propia planta, que utiliza el gen para defenderse de sus propias toxinas. Esto es así porque el gen de la mosca se parece mucho al suyo, pero el tiempo lo ha modificado como para ser suficientemente diferente.
El ecólogo Jonathan Gersenzhon comenta en la revista Nature que eso abriría puertas a nuevas formas de controlar las plagas y que “ofrece una oportunidad enorme. Podrías mantener alejadas a las moscas blancas pero sin dañar a insectos beneficiosos como los polinizadores”.
Los autores se muestran necesariamente más cautos en su artículo. Lanzan esa posibilidad, pero reconocen que todavía habría que investigar mejor las consecuencias de la modificación en la propia planta y en otros organismos.
Fuente: SIN
