Los insectos se consideran el grupo animal terrestre con un mayor éxito evolutivo en la historia, debido a su capacidad para colonizar ambientes muy diversos. Dado que no son capaces de controlar su temperatura corporal, su éxito se asocia a adaptaciones al medio, como la acumulación de altos niveles de alcoholes, que evitarían la congelación y la desecación.
Sobrevivir frente a la desecación y la congelación
En términos de número de especies, los insectos holometábolos (realizan una metamorfosis completa), son el clado de organismos con más éxito en la historia de la vida, estimándose actualmente que representan más de la mitad de la biodiversidad eucariota del mundo.
La extraordinaria proliferación de especies y estilos de vida de los insectos se debe a su gran capacidad para adaptarse a ambientes con condiciones muy diversas, desde hábitats áridos hasta entornos con temperaturas bajo cero grados.
Los insectos no regulan su temperatura corporal, por lo que su exitosa supervivencia se asocia a una serie de adaptaciones para sobrevivir frente a la desecación y la congelación. Una de ellas es la acumulación de altos niveles de alcoholes, como glicerol o sorbitol, en órganos y células, lo que les permitiría sobrevivir en climas muy extremos.
En un artículo publicado en la revista Nature, investigadores de la Universidad de Bergen (Noruega), del IRTA-Instituto de Ciencias del Mar (CSIC) y del Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) estudian la forma en que los insectos gestionan a nivel físico el transporte del glicerol a través de las membranas celulares.
Canales de agua mutados con capacidad de transportar glicerol
Estudios anteriores sugieren que los principales grupos de insectos habrían perdido los canales de membrana conocidos como acuagliceroporinas, que normalmente transportan glicerol al interior de las células. Estos canales surgieron en bacterias y organismos multicelulares, y son distintos de los canales que transportan únicamente agua, conocidos como acuaporinas.
El actual trabajo presenta el descubrimiento y el origen evolutivo de una nueva subfamilia de canales moleculares, que pueden haber permitido a los insectos convertirse en el grupo dominante de la tierra. Los científicos han descubierto que los insectos holometábolos, el grupo con mayor diversidad y evolutivamente más avanzado, tienen genes específicos denominados entomogliceroporinas (Eglps) que codifican canales de agua mutados con la capacidad de transportar glicerol.
Para entender la evolución de los genes en los insectos, los científicos generaron insectos mutantes para imitar el proceso evolutivo y demostraron que una sola mutación en la región de los canales es capaz de convertir un canal de agua en uno de glicerol de tipo Eglp y viceversa.
Los resultados del estudio demuestran que las Eglps han sustituido en la evolución a las acuagliceroporinas en insectos holometábolos, probablemente porque éstas tienen una mayor capacidad de transporte de glicerol.
El origen de las Eglps coincidió con períodos de temperaturas fluctuantes que llevaron a períodos de glaciación, que podrían haber favorecido la aparición de la fase de pupa en el ciclo de vida de los insectos, una fase que es especialmente vulnerable a las bajas temperaturas y que acumula altos niveles de glicerol.
Vista esquemática de la evolución de las acuagliceroporinasn (Glp) y las entomogliceroporinas (Eglp)
Fuente: IRTA
Artículo: Roderick Nigel Finn, François Chauvigné Jon Anders Stavang, Xavier Belles & Joan Cerdà. 2015. Insect glycerol transporters evolved by functional co-option and gene replacement., Nature , 2015
