Los escarabajos joya son insectos llamativos, fácilmente reconocibles por sus colores vivos y su brillo metálico. Al poseer ojos grandes y bien desarrollados, los escarabajos joya usan la visión y el color para una variedad de comportamientos diferentes, incluida la búsqueda de pareja y las plantas anfitrionas.
La visión del color en los insectos difiere de la nuestra. Los genes especiales permiten que muchos insectos vean la luz ultravioleta (UV), así como la azul y la verde. Una nueva investigación dirigida por Camilla Sharkey, asociada postdoctoral en Wardill Lab en la Facultad de Ciencias Biológicas, investigó la compleja historia evolutiva de la visión de los escarabajos joya. El equipo de investigación incluyó a Jorge Blanco, anteriormente en Wardill Lab y ahora en la Universidad de Maryland, Nathan Lord de la Universidad Estatal de Luisiana y Trevor Wardill, profesor asistente en CBS.
Investigaciones anteriores del Dr. Sharkey han demostrado que antes de la evolución de los escarabajos modernos, sus antepasados perdieron la capacidad de ver la luz azul hace unos 300 millones de años. Esto puede haber sido el resultado de que el antepasado del escarabajo se volviera nocturno o viviera en condiciones de poca luz. Más tarde, a medida que los escarabajos se diversificaron, desarrollaron duplicados de los genes ancestrales que les permiten ver el espectro UV y verde. Estos genes duplicados podrían evolucionar aún más, haciendo visibles nuevas partes del espectro de color y permitiendo ver señales de color más complicadas y diversas.
Los investigadores querían saber si los genes duplicados han evolucionado, permitiendo que los escarabajos vean colores que sus antepasados no pudieron. Dado que los escarabajos joya son difíciles de mantener en un laboratorio, copiaron los genes y los insertaron en moscas de la fruta, reemplazando sus genes visuales normales. Usando electrofisiología, probaron la sensibilidad al color que cada gen producía en las moscas. Luego buscaron cambios genéticos que podrían ser la base de los cambios en la sensibilidad al color utilizando modelos de proteínas en 3D. El estudio encontró que:
- Los escarabajos joya han desarrollado una sensibilidad adicional al azul y al naranja al duplicar y desarrollar sus genes visuales UV y verdes.
- Esto permite una sensibilidad de color tetracromática compleja a las longitudes de onda de luz UV, azul, verde y naranja, similar a la sensibilidad de color de las aves de colores.
- No se encontró que los cambios genéticos recientemente desarrollados relacionados con la detección del color cambiaran las sensibilidades como se predijo cuando los genes visuales se modificaron y volvieron a probar.
Todas las especies de escarabajos joya estudiadas hasta ahora tienen los cuatro tipos de genes diferentes que se aislaron en la investigación, lo que sugiere que todos los escarabajos joya probablemente tienen una sensibilidad cromática compleja. Según Sharkey, «el siguiente paso es determinar si los tipos específicos de visión del color se pueden predecir a partir de los genes y cómo los insectos utilizan la visión del color para controlar mejor las plagas y los insectos polinizadores, mejorando así la producción de cultivos». Los investigadores también esperan comprender la base molecular de la sensibilidad al color del escarabajo joya, lo que proporcionaría una base para predecir la sensibilidad al color de los insectos a partir de la secuencia genética.
La financiación fue proporcionada por la Fundación Nacional de Ciencias y la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Minnesota.
