Hasta la fecha no está claro exactamente cómo se determina el sexo de una abeja.
por la Universidad Heinrich-Heine de Düsseldorf
Un equipo de investigación de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU), formado por biólogos y químicos, ha identificado un gen clave y el mecanismo molecular asociado a él. En el número actual de la revista Science Advances , describen cómo este proceso es similar a un juego con dos dados.
El sexo de un ser vivo tiene importantes consecuencias en su forma, función y comportamiento. El sexo biológico de un organismo suele determinarse al inicio de su vida. En los seres humanos, por ejemplo, la presencia del «cromosoma Y» que determina el sexo decide si nacerá un hombre.
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El sacerdote de Silesia Johann Dzierzon examinó en 1845 los mecanismos que determinan el sexo de las abejas melíferas (Apis mellifera). Entre otras cosas, descubrió la reproducción asexual de las abejas macho, los «drones».
Las abejas, a diferencia de los humanos, no tienen un solo cromosoma que determine el sexo. Un equipo de investigación dirigido por el profesor Dr. Martin Beye del Instituto de Genética Evolutiva de HHU ha establecido que el sexo está determinado por un único gen , denominado «Csd» (determinante sexual complementario) a través de un mecanismo especial.
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Este gen puede tener más de 100 variaciones, las llamadas alelos. En otros casos, como en las flores, los distintos alelos de un gen pueden determinar el color de los pétalos.
En el caso de la fertilización sexual, los conjuntos de cromosomas simples del óvulo y el espermatozoide se unen para crear un conjunto de cromosomas doble (diploide). En consecuencia, ahora están presentes dos variantes del gen Csd en cada abeja fertilizada sexualmente.
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El siguiente hallazgo de los investigadores de abejas en Düsseldorf: cuando los dos alelos del gen Csd son diferentes, se desarrolla una abeja hembra. Por el contrario, si los alelos del gen son iguales en ambos cromosomas, se desarrolla una abeja macho. Sin embargo, como las abejas quieren impedir esto para evitar la endogamia, las abejas obreras no ponen estos huevos.
Quedaba la cuestión de cómo se produce esta determinación del sexo a nivel molecular . La autora principal, la Dra. Marianne Otte, explica: «Es necesario saber aquí que cada alelo diferente del gen Csd produce una variante diferente de la proteína Csd asociada , todas las cuales difieren ligeramente. Pudimos demostrar que solo diferentes proteínas Csd pueden se unen entre sí y activan así un interruptor molecular que determina ‘abeja hembra’. Por el contrario, si las proteínas son iguales, se unen de manera diferente y el interruptor no se activa. En este caso, se desarrollaría una abeja macho, pero no se cria».
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El profesor Beye, último autor del estudio, añade: «Es similar a un juego molecular con dos dados: sin embargo, en este caso, el lanzamiento que produce un doble no es el ganador. En cambio, el lanzamiento debe producir dos números diferentes para permitir que una nueva abeja, una hembra, crezca».
Por el contrario, los zánganos se desarrollan a partir de huevos no fertilizados. Por lo tanto, estas abejas macho sólo tienen un juego de cromosomas simple con proteínas Csd idénticas. La abeja reina decide no añadir esperma al óvulo durante el proceso de puesta.
El Dr. Otte dice: «Hemos podido resolver un misterio genético que existe desde hace más de 100 años al rastrearlo hasta la función de conmutación de la proteína Csd».
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El profesor Beye comenta sobre futuras preguntas de investigación: «Aún se desconoce el mecanismo que utilizan las abejas obreras para identificar si el óvulo fertilizado contiene dos proteínas Csd diferentes y, por lo tanto, cambia a ‘hembra’. Como está oscuro dentro de la colmena, debe haber una pista olfativa.»
Los resultados se utilizarán para promover medidas de cría de abejas.
Más información: Marianne Otte et al, El reconocimiento de proteínas polimórficas Csd determina el sexo en la abeja, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg4239
