De escarabajos, colores, ADN y evolución
Jorge González Astorga, Janet Nolasco Soto y Mario Favila Castillo
Canthon cyanellus es una especie que pertenece al grupo de los escarabajos estercoleros. Llama la atención su gran diversidad de colores a lo largo de su distribución geográfica, que va del verde uniforme brillante o verde metálico a un color azul, hasta el anaranjado rojizo. Su morfología externa, es decir su aspecto, es poco variable.
En este breve ensayo exploramos la diversidad genética y la variación de la forma de los genitales masculinos en algunas poblaciones de México, con la finalidad de conocer si es que hay evidencias de que estamos ante nuevas especies. Esto nos permitirá entender mejor la evolución de este interesante integrante de la fauna de insectos de nuestro continente.
Palabras clave: ADN, especie críptica, edeago.
La biodiversidad abarca las diferentes formas de vida del planeta y sus interacciones, desde las insignificantes bacterias hasta los enormes mamíferos, pasando por los insectos y en especial los escarabajos, que según los científicos son el grupo de animales con mayor riqueza de especies. Para conocer esta inmensidad de formas de vida, el naturalista sueco Carlos Linneo en 1758 propuso un sistema natural de clasificación para nombrar, determinar e identificar todo lo vivo, a partir del estudio de características morfológicas, con lo que estableció diferentes niveles jerárquicos que agrupan lo que él llamó: especies, géneros, familias, órdenes, clases, fílums en animales y divisiones en plantas. Es decir, hay sólo una especie, pero varias especies pueden pertenecer a un mismo género y así sucesivamente. En muchas plantas y animales existen especies que son morfológicamente similares y que han sido clasificadas como una sola especie (especie críptica), pero realmente son dos o más. Actualmente la aplicación de herramientas moleculares (ADN) posibilita identificar especies crípticas, que son genéticamente diferentes, pero morfológicamente indistinguibles.
Ejemplos de especies crípticas se pueden encontrar en los escarabajos, que son un grupo de insectos cuyo origen data del Pérmico (hace 290 millones de años), de los que hay cerca de 400,000 especies descritas. En nuestro trabajo utilizamos a Canthon cyanellus, un escarabajo que pertenece a la familia Scarabaeidae y a la subfamilia Scarabaeinae, y que son conocidos como escarabajos rodadores del estiércol, o más comúnmente, como ¡rodacacas! C. cyanellus no es precisamente un escarabajo coprófago, se alimenta de cadáveres de vertebrados pequeños como ranas, lagartijas, ratones, entre otros. Esta especie se distribuye en los bosques tropicales y subtropicales de América (Figuras 1A, 1B y 1C). En México sus poblaciones presentan organismos con colores que van desde un verde uniforme brillante o metálico a un color azul (Figura 2). En las poblaciones de la vertiente del Pacífico, los escarabajos son de color verde metálico típico de las poblaciones del sur de Veracruz. En tanto que, en Tapachula, Chiapas los escarabajos pueden ir de un color anaranjado-rojizo a completamente verde metálico. Basándose en la variación de color se han descrito al menos tres subespecies de esta especie, debido a la poca o nula variación de otros atributos morfológicos que permitieran diferenciar claramente dichas subespecies, o bien posibles especies.
Como antecedente, cabe destacar que el comportamiento del reconocimiento sexual (comportamiento animal donde un macho busca aparearse con una hembra) en C. cyanellus ha sido estudiado en poblaciones del Golfo de México. El estudio demostró problemas de reconocimiento entre hembras y machos provenientes de diferentes poblaciones, separadas por una distancia de más de 600 km, a lo largo de la planicie costera del Golfo de México. Esto hizo pensar que sus poblaciones están diferenciándose, poniendo en duda que se trate de una sola especie con tres subespecies. En este contexto, hace tres años realizamos un estudio para conocer si las poblaciones de C. cyanellus siguen manteniendo su identidad como especie. Para ello estudiamos la diversidad genética mediante secuencias de ADN de algunas poblaciones en México. Posteriormente analizamos la morfología de la genitalia masculina o edeago (órgano reproductor) que en escarabajos de este género ha tenido gran valor taxonómico para separar especies o subespecies próximas (Figura 3). Los resultados con ambas herramientas, la molecular y la morfológica, se compararon con su clasificación taxonómica.
Los resultados de diversidad genética indican que las poblaciones de C. cyanellus en México están genéticamente estructuradas, es decir; diferenciadas en al menos siete especies que no se corresponden con su taxonomía. Los datos genéticos también indican que la diferenciación de estas especies ocurrió durante el Pleistoceno (entre 1,6 millones de años y 900,000 años). Eventos históricos que se pueden asociar con la separación de algunas de estas especies son: 1) la actividad geológica y volcánica que ocurrió al este del Eje Volcánico Transversal durante el Plioceno-Pleistoceno y 2) la contracción y la expansión de los bosques tropicales asociados a los cambios de temperaturas ocurridas durante el Pleistoceno. La fragmentación de nuestros bosques puede influir en la diferenciación actual de las poblaciones de C. cyanellus.
La variación morfológica del edeago, a diferencia de los resultados con secuencias de ADN, no se estructuró geográficamente ni por población ni por grupos de poblaciones geográficamente cercanas. Esta variación morfológica no se corresponde con la taxonomía de C. cyanellus. Específicamente esto indica que: 1) la variación morfológica del edeago dentro y entre poblaciones no permite separar especies o subespecies muy próximas, y 2) en este complejo de especies (grupo de especies estrechamente relacionadas) con diversificación reciente, la diferenciación en la morfología del edeago ha ocurrido con poco cambio durante la formación de especies (especiación).
La diversidad críptica revelada en el estudio representa un paso importante para comprender mejor la taxonomía de este complejo de especies. El estudio abre nuevas líneas de investigación para comprender: 1) el efecto diferencial de la selección natural, selección sexual, deriva génica y migración, que han determinado la evolución de la genitalia del macho y también 2) los mecanismos de aislamiento reproductivo, que impiden que los miembros de dos especies o poblaciones diferentes puedan cruzarse y dejar descendencia.
Pies de figuras
Fig 1. Figura 1. A) Pareja de Canthon cyanellus rodando una bola de excremento. Foto: Alfonso Díaz Rojas; B) Mapa de la distribución de C. cyanellus en América (www.gbif.org); C) Una de las variaciones de coloración de C. cyanellus en Colombia. Foto: Janet Nolasco Soto.
Fig 2. Coloración de ejemplares de Canthon cyanellus de algunas localidades en México. Fotos tomadas de Nolasco-Soto et al. 2017. Mol. Phylogenet. Evol. 109: 180–190.
Fig 3. A) Edeago de Canthon cyanellus en vista lateral; B) Edeago en vista dorsal. Fotos: Janet Nolasco Soto.
Fig 4. (página de inicio). Pareja de Canthon cyanellus rodando. Foto: Alfonso Díaz Rojas.
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- El meliponario del Jardín Botánico: un reflejo de la riqueza biocultural de Veracruz
- Plantas y hormigas: la ayuda mutua como lección de de vida
- Sistemática, ciencia y sociedad
- 2020: preguntas que debiéramos hacernos
- Biodiverso bosque periurbano de Xalapa
- Ascomicetos del Volcán de Acatlán
- La fotografía científica: el arte de la comunicación
- Colombofilia: el arte de criar palomas de carreras
- Polinizadores y producción agrícola en Veracruz
- Las cueclas: coloridas, hermosas y nutritivas
- Respirar bajo el agua: insectos
- El príncipe sapo en peligro de extinción
- A 10 años del huracán Karl
- Los helechos invasores en Veracruz
- Hongos comestibles contra bacterias patógenas
- Vivienda resiliente con prefabricados de bambú
- Insectos enfermos - los microorganismos que matan a los bichos
- Ciénegas y pantanos ¿útiles o inútiles?
- Expedición virtual al interior de la naturaleza
- De escarabajos, colores, ADN y evolución
- Los polifacéticos hongos anamorfos
- Fungicultura por hormigas
- Los escarabajos frailecillos
- Cecilias: ¿Lombriz, serpiente o desliz... de la naturaleza?
- Lateralidad y el mundo al revés
- Una salud
- Controlando el muérdago en CDMX
- Alimentos funcionales
- ¿Sabias que las plantas también tienen tumores?
- Montañas + bosques = provisión y aseguramiento de agua
- Bacterias, aliadas de la agricultura
- El fin de los tiempos
- ¿Obesidad y Diabetes?... ¡Algas al rescate!
- El escarabajo africano, ¿migrante o invasor?
- Humedales flotantes y cambio climático
- Integridad ecosistémica y salud humana: el caso de las enfermedades transmitidas por insectos
- ¿Reforestar o restaurar ecosistemas?
- El Jardín Botánico Fco. Javier Clavijero y la colección nacional de cícadas
- Escarabajos ambrosiales: demografía y cambio climático
- Arrecifes coralinos
- Insectos Trips: los vemos en cada flor
- La percepción socioambiental de la vida silvestre
- Diversidad faunística del desierto chihuahuense
- Árboles fuera del bosque recursos forestales en el futuro
- Transmisión y especificidad de muérdagos
- La encrucijada de los insectos en el Antropoceno
- Nuevas especies vegetales, riesgos y alternativas
- La nueva era de los fertilizantes
- El polen y las abejas: una relación más compleja de lo que aparenta
- Fragmentación del hábitat en plantas: un método para estudiarla
- Globalización y biodiversidad: especies exóticas invasoras
- ¿Bichos para la cena?
- Los murciélagos no son los villanos en el drama del Coronavirus
- El águila real y el pastizal
- Importancia de conocer y conservar a los anfibios
- Los escarabajo del estiércol en la mitología humana
- Caminando entre verdes oportunistas
- El reloj de los mamíferos
- Zoológicos: esfuerzos incomprendidos conservando fauna
- Diversidad y madrigueras de roedores
- Colecciones biológicas en Veracruz
- El agua de la Cuenca Alta de la Antigua
- El silencio de la humanidad y la reaparición de la fauna silvestre
- Toritos cavadores del suelo
- ¿De dónde vienen las plantas?
- Biotecnología aplicada en la acuicultura
- Comunicación química planta – bacteria
- Nudibranquios: Criaturas de fantasía
- Innovación tecnológica inspirada en la naturaleza
- La función secreta de las alas en las moscas de la fruta
- La cacerolita de mar
- La vida de los escarabajos entre luz y oscuridad
- Seguridad alimentaria: Nuestras soluciones están en la naturaleza
- Los microRNAs, orquestadores de las respuestas de defensa de las plantas
- Refugios cavernícolas, importantes en la conservación de los murciélagos
- Los perfumes de las bacterias
- La planta madre del jitomate, un aporte ancestral
- Diversidad de haemosporidios en Aves de Isla Socorro
- México, pueblo que come hongos, especies silvestres y cocina nacional
- Información básica y recomendaciones de manejo de mascotas ante el COVID-19
- COVID-19 lejos de mi casa
- Coronavirus confronta escasez de agua
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- Nuevo estudio muestra la vulnerabilidad de las ciudades mexicanas ante COVID-19, la sobrecarga de sus sistemas públicos de salud y la importancia del distanciamiento social
- El biocontrol en la era del miocrobioma
- ¿Es una buena idea invertir en salud y ciencia?
- Predicción cumplida: otra pandemia
- Mapas: herramientas contra desastres naturales
- Una frontera desconocida: la copa de los árboles
- Solidaridad hídrica frente al COVID-19
- ¿Las cícadas tóxicas, son comestibles?
- ¿Qué es el Microscopio Electrónico de Transmisión?
- Conociendo a los hongos fitopatógenos
- Parásitos: mala fama, seres fascinantes
- Bacterias que nutren
- Calidad e maíces para alimentos tradicionales
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- Sustrato orgánico para el crecimiento vegetal
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- Conociendo los acantocéfalos en México
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- Día Nacional de los Jardines Botánicos 2019
- Limpiando agua en humedales con flores
- Aire no contaminado con biorefinerías
- Biodiversidad y seguridad alimentaria
- Incendios Forestales: una amenaza constante
- Un día para salvar anfibios
- Arboles urbanos con valor alimenticio
- Relaciones planta-animal en la naturaleza
- Las colecciones biológicas, tesoros que debemos conservar
- Oxalidaceae, una familia de plantas escasamente conocida con gran potencial utilitario.
- Encuentran migas de pan de 14,400 años en Jordania
- ¿Será posible recuperar especies animales?: el caso del Santuario del Bosque de Niebla en Xalapa
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- ¿Porque conservar la biodiversidad?
- La cría de escarabajos estercoleros en áreas ganaderas de Veracruz, como respuesta al efecto económico de la Ivermectina aplicada al ganado
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- 1er Festival ECOPICS de la Montaña un evento a recordar…
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- Vida silvestre
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- 100 años de conservar la Biodiversidad Mexicana
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- La pitaya: un fruto que puede cultivarse sin eliminar la vegetación
- Jardin de mariposas
- Investigando nuevos métodos para controlar los zancudos en el estado de Veracruz
- Utricularia; una de las especies favoritas del naturalista Charles Darwin
- La Colección de Hongos (XAL) del INECOL
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