Un científico alteró la forma de las alas de polillas con compuestos químicos y cambió lo que se sabía sobre su evolución

Un estudio de la Universidad de Florida logró modificar experimentalmente la forma de las alas de polillas luna y abrió una hipótesis sobre la evolución de sus colas alares. El investigador Andrei Sourakov plantea que estas estructuras podrían involucrar al mismo gen que participa en la formación de las colas de ciertas mariposas, aunque esa relación todavía requiere confirmación.

El trabajo, firmado por Sourakov, coordinador de la colección de lepidópteros del Museo de Historia Natural de Florida (MNHF), fue publicado en la revista Evolution & Development y divulgado en Phys.org tras siete años de investigación.

Para llegar a estos resultados, Sourakov crió a mano más de 700 polillas de las especies luna (Actias luna) y polyphemus (Antheraea polyphemus) desde el huevo hasta la edad adulta.

El procedimiento consistió en añadir pequeñas cantidades de heparina y sulfato de dextrano (dos tipos de polisacáridos sulfatados, es decir, compuestos de azúcares con grupos de azufre) durante el desarrollo de las larvas, justo antes y después de la pupación: la fase en que los insectos completan su metamorfosis y en la que se definen los patrones de sus alas.

Las manchas oculares de polillas y mariposas tienen orígenes evolutivos distintos

La pregunta de partida del estudio era si ambos insectos usaban los mismos genes para formar sus manchas oculares, o si cada grupo había llegado al mismo diseño de manera independiente. Estas marcas circulares imitan los ojos de animales más grandes y sirven para disuadir a los depredadores.

En 2020, Sourakov comprobó que la heparina agrandaba las manchas oculares de polillas de seda gigantes, pero eliminaba las de las mariposas ninfálidas. Para el investigador, esa respuesta opuesta indica que los ocelos de ambos grupos evolucionaron de manera independiente.

La adición de heparina y sulfato de dextrano incrementa la actividad de las proteínas wnt, un grupo de señalizadoras celulares que influyen en el desarrollo de los tejidos. Si dos especies reaccionan de manera similar a estos compuestos, es probable que sus estructuras sean homólogas, es decir, que compartan el mismo origen evolutivo.

Dos años de intentos fallidos antes del primer hallazgo

Lo que el investigador observó fue un ensanchamiento de los apéndices alares de ese ejemplar, mayor que en cualquiera de los más de 700 ejemplares criados hasta entonces. Estudios previos han propuesto que las extensiones alares de algunas polillas pueden interferir con los ataques de murciélagos, pero el nuevo trabajo no evaluó esa función. Su objetivo fue analizar los mecanismos que podrían intervenir en la forma de las colas de la polilla luna.

“Seguí intentándolo y, finalmente, logré una transformación. Pero no se trataba del patrón de las alas, sino de su forma. Este ejemplar en particular era tan diferente que no pude ignorarlo”, declaró el experto.

El gen wingless podría estar detrás de las colas de las alas

Tras ajustar el momento de administración de la heparina, obtuvo finalmente cambios en las manchas oculares combinados con modificaciones en la forma de las estructuras alares. En las polillas polyphemus, los bordes amarillos de las marcas superiores se engrosaron y las escamas circundantes se volvieron más blancas, lo que hizo los ocelos más visibles.

En las polillas luna, las manchas circulares de las alas posteriores adquirieron un grosor más marcado en su contorno, con el mismo efecto. Para explicar por qué la sustancia también afecta la forma de las alas —algo que no ocurre en las mariposas—, el especialista apunta al gen wingless.

En lepidópteros, el margen de las estructuras alares se define mediante una secuencia de muertes celulares programadas que controla una proteína llamada Cut. Pero antes de esa etapa, wingless regula el tamaño de los espacios entre las venas del ala y también actúa en la reparación de tejidos dañados, lo que le permite activarse en distintas fases del desarrollo.

Un estudio publicado en 2010 ya había demostrado que wingless y Cut participan en la formación de las colas de las mariposas cola de golondrina de la vid. Sourakov considera probable que el mismo mecanismo opere en las polillas luna.

“Esta es solo una deducción mía, pero creo que es muy plausible y explicaría por qué en las mariposas u otras polillas no vemos muchos cambios en el contorno de las alas en respuesta a la heparina”, señaló el investigador en sus conclusiones.

Si futuras investigaciones confirman que wingless participa también en el desarrollo de las colas de la polilla luna, polillas y mariposas habrían reclutado de forma independiente una misma herramienta genética para producir estructuras similares. Ese proceso podría constituir un caso de convergencia evolutiva.

Las colas de las mariposas cola de golondrina de la vid son diminutas y funcionan como distracción visual para los pájaros; las de la polilla luna, en cambio, son mucho más largas y afectan directamente su mecánica de vuelo.

“Si eres un pájaro pequeño o una ardilla, lo pensarás dos veces antes de atacar algo en la oscuridad del bosque que se parezca a los ojos de un búho. Las mariposas y las polillas son maestras de este tipo de engaños”, afirmó.