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Secuenciación del ADN polínico para descubrir rutas migratorias de insectos


Metabarcoding, una técnica de secuenciación masiva de ADN, permite rastrear rutas migratorias de insectos, un tema poco estudiado debido a limitaciones técnicas. Un pequeño fragmento de ADN del polen que transportan los insectos se usa como un código de barras para identificar las especies de plantas que visitaron anteriormente. 


Sabrina Weiss, British Ecological Society

Un nuevo estudio muestra que la polinización transcontinental mediada por insectos migratorios es posible y, por lo tanto, se pueden mezclar varias plantas ubicadas muy alejadas.

La migración de insectos es un fenómeno natural tan importante como desconocido. De hecho, solo se ha estudiado en profundidad en algunas especies emblemáticas, como la langosta migratoria y la mariposa monarca. Las razones, en resumen, son las limitaciones técnicas para estudiar este comportamiento.

Ahora, en un estudio publicado en la revista Molecular Ecology Resources , investigadores del Instituto de Biología Evolutiva (IBE: CSIC – Universitat Pompeu Fabra), Instituto de Botánica de la Academia de Ciencias de Polonia y Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), han desarrollado una Técnica que elude estas limitaciones y por lo tanto permite estudiar fácilmente los movimientos migratorios de los insectos: el análisis metabarcodificador del ADN del polen transportado por los insectos.

Por medio de esta técnica, un pequeño fragmento de ADN puede identificar las especies de plantas a las que pertenece el polen, de manera análoga a un código de barras. Al conocer la distribución geográfica de las especies vegetales detectadas, podemos inferir el lugar donde se alimentaba el insecto y, por lo tanto, su ruta migratoria.

Anteriormente, las migraciones a larga distancia se estudiaban mediante experimentos de captura-marca-recaptura, o mediante telemetría utilizando radio trackers. Estos dos métodos, sin embargo, tienen grandes desventajas: la tasa de recaptura de individuos marcados es extremadamente baja; En cuanto a la telemetría, solo es posible rastrear a los insectos más grandes en distancias cortas, dado el peso de los transmisores y su corta duración de la batería.

Otro método para estudiar las migraciones a larga distancia consiste en analizar los isótopos de hidrógeno o carbono presentes en los tejidos orgánicos, ya que proporcionan información sobre el lugar donde nacieron los insectos. Sin embargo, la resolución de los análisis de isótopos es baja y este método solo es útil para insectos que migran en distancias muy grandes.

Dime qué flores has visitado y te diré de dónde eres.

Cuando los insectos se alimentan de las flores, el polen se deposita en sus cuerpos y se puede transportar a largas distancias. La clasificación taxonómica de los granos de polen usando microscopía óptica y electrónica, sin embargo, a menudo es imposible a nivel de especie. Además, requiere una gran inversión de tiempo y un conocimiento especializado en taxonomía, por lo que esta es una herramienta inadecuada para estudios a gran escala.

Sin embargo, como lo explicó Roger Vila, uno de los autores del estudio e investigador principal de IBE, “el desarrollo de las tecnologías de secuenciación de la próxima generación ha permitido secuenciar masivamente el material genético presente en una muestra de polen de varios individuos” .

Esta es la técnica de codificación metabólica, en la que las especies se identifican a partir de una pequeña región del ADN que realiza una función análoga a la de un código de barras.

Los investigadores utilizaron la técnica de codificación metabólica para estudiar el polen de 47 especímenes de mariposas pintadas (Vanessa cardui) migratorias, que se capturaron en la costa mediterránea española durante la primavera. El objetivo era probar si las secuencias obtenidas eran de especies endémicas de plantas africanas y arrojar luz sobre los circuitos migratorios de estas mariposas.

El análisis reveló polen de 157 especies de plantas de 23 órdenes diferentes; la gran mayoría eran, de hecho, africanos y no estaban presentes en Europa.

Recientemente se ha demostrado que la dama pintada es la especie de mariposa que realiza las migraciones más largas del mundo, viajando cada año entre África tropical y Europa (ida y vuelta, cruzando el desierto del Sahara) en generaciones sucesivas, aunque aún se desconocen las rutas precisas. .

Polinizacion transcontinental

Los resultados de este estudio representan un descubrimiento importante desde el punto de vista de las plantas, porque demuestra, por primera vez, que la polinización transcontinental por insectos migratorios es posible. Es un fenómeno que se debe tener en cuenta tanto en las plantas silvestres como en las cultivadas, ya que permite que se mezclen plantas de lugares muy distantes.

“Esperamos que la técnica abra una nueva línea de investigación que ayude a aclarar qué insectos migran, qué rutas siguen y cuándo, ya que todavía no sabemos mucho sobre el impacto de la migración de insectos para los ecosistemas y la transmisión de enfermedades”, dice Gerard Talavera, coautor del artículo, investigador de IBE y National Geographic Explorer.

Más información: Tomasz Suchan et al, Metabolodificación del polen como herramienta para rastrear migraciones de insectos a larga distancia, Molecular Ecology Resources (2018). DOI: 10.1111 / 1755-0998.12948 

Referencia del diario: Recursos de ecología molecular. 

Proporcionado por: British Ecological Society


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