Escarabajos ‘Calligrapha’. Imagen: CSIC.

Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha hallado pruebas genéticas que podrían ayudar a explicar la transición evolutiva de la reproducción sexual animal a la unisexual, que permite a las hembras ser autosuficientes en la reproducción. Los científicos han analizado el escarabajo herbívoro Calligrapha, que cuenta con seis especies que se reproducen por partenogénesis (un tipo de reproducción asexual en la que los embriones crecen y se desarrollan sin fertilización), y han mostrado que la hibridación entre especies fue clave. Las conclusiones del estudio se publican en la revista The American Naturalist.

Para explicar este cambio evolutivo se propone habitualmente un mecanismo: la hibridación entre especies, según explica el científico Jesús Gómez-Zurita, del Instituto de Biología Evolutiva de Barcelona (centro mixto del CSIC y la Universitat Pompeu Fabra). “De este modo, linajes evolutivos de origen híbrido tendrían la capacidad de derivar hembras que no necesitan al macho para reproducirse. Pero las evidencias de la relación entre la hibridación y la reproducción unisexual son muy escasas, y sus mecanismos son desconocidos”, añade el investigador, que ha dirigido el estudio.

“Tras secuenciar centenares de copias de varios genes de cinco de estas especies unisexuales y buena parte de sus parientes bisexuales, se ha demostrado que las primeras son mosaicos genéticos de dos y hasta tres especies, por lo que inequívocamente se trata de híbridos”, explica el investigador.

El equipo de Gómez-Zurita también ha estudiado la evolución del ADN mitocondrial de estas especies. “Este marcador genético ha revelado algunos hechos sorprendentes”, indica el científico. “En las especies unisexuales, este genoma de herencia exclusivamente materna, parece provenir de un linaje evolutivo adicional, único. Su presencia en estas especies se explicaría por su adquisición hace 2-3 millones de años, desde una especie que no ha sobrevivido hasta hoy. Ésta habría hibridado con los ancestros de las especies actuales, que actuaron como parentales de las líneas evolutivas híbridas, y finalmente unisexuales”, añade.

El investigador sostiene que “este rompecabezas evolutivo confirma la hipótesis de que, en el caso del escarabajo Calligrapha, la hibridación entre especies está relacionada con los orígenes de la unisexualidad”. Pero debido a que los episodios de hibridación se sucedieron mientras se mantenía la capacidad de reproducción sexual, Gómez-Zurita añade que “el estudio confirma que la hibridación es una condición necesaria pero no suficiente para la transición evolutiva hacia la unisexualidad”.

El estudio concluye que “las inferencias basadas en ADN mitocondrial sobre origen, edad y parentesco en todos los sistemas unisexuales investigados hasta la fecha deberían revisarse, pues éstas podrían referirse a introgresiones (o sea, su captación en una especie por hibridación con otra) antiguas, sólo relacionadas indirectamente con la transición a la unisexualidad”.

El género Calligrapha comprende unas 140 especies distribuidas entre Alaska y el norte de Argentina, con la mayoría de especies en América Central. Estos escarabajos, todos ellos herbívoros, suelen tener unos elaborados dibujos sobre los élitros que contrastan sobre un fondo claro, lo que les vale su nombre, tomado de vocablos griegos que aluden a un «diseño hermoso».

Más información: Montelongo, T. & Gómez-Zurita, J. “Nonrandom patterns of genetic admixture expose the complex historical hybrid origin of unisexual leaf beetle species in the genus Calligrapha”. The American Naturalist 185: 113-134. Doi: 10.1086/678408