La forma más clara de la polilla se recuperó cuando las nuevas leyes para abordar la contaminación industrial limpiaron su hábitat.Kim Taylor/naturepl.com Un análisis genético está desvelando los misterios de uno de los ejemplos más conocidos de selección natural: la forma oscura de la polilla de la pimienta, que se extendió rápidamente en el entorno industrial y lleno de hollín de la Gran Bretaña del siglo XIX.
Ilik Saccheri, biólogo evolutivo de la Universidad de Liverpool (Reino Unido), y sus colegas han utilizado la genética molecular para demostrar que una mutación de un único ancestro provoca un aumento de la pigmentación oscura, llamado melanismo, en la polilla típicamente de color claro. Sus resultados se publican hoy en Science1.
«Es un gran avance en lo que respecta al melanismo industrial de las polillas de la pimienta», afirma Laurence Cook, un genetista de poblaciones jubilado de la Universidad de Manchester (Reino Unido), que lleva estudiando la polilla de la pimienta desde la década de 1960. «Llevamos muchísimo tiempo conociendo sólo la genética mendeliana clásica».
La forma típica de la polilla de la pimienta (Biston betularia) tiene las alas de color claro moteadas con pequeñas manchas oscuras, camuflaje muy adecuado para esconderse de los pájaros depredadores en la corteza de los abedules habituales en su hábitat. Pero tras la revolución industrial, tanto en Gran Bretaña como en Norteamérica, el aire se contaminó con hollín oscuro, que cubrió muchas superficies, incluidos los árboles.
Fue entonces cuando una forma oscura de la polilla de la pimienta experimentó un auge en su población, probablemente porque los pájaros depredadores no podían verla claramente contra las superficies de hollín y se comían la forma de color claro en su lugar. Cuando la normativa redujo la contaminación atmosférica en la década de 1970, las poblaciones de la polilla oscura empezaron a descender y la forma clara resurgió.
Estos cambios poblacionales tan evidentes en un periodo de tiempo relativamente corto han convertido a la polilla de la pimienta en un ejemplo de libro de texto de la selección natural, pero no se ha entendido la base genética del aumento y la caída de la forma oscura. Pruebas anteriores2 muestran que la coloración oscura no está asociada a ninguna de las vías genéticas ya conocidas que causan melanismo en los insectos, y no estaba claro si la forma oscura de la polilla había surgido varias veces o sólo una.
Combinación de rasgos
El equipo de Saccheri utilizó una técnica genética llamada mapa de ligamiento para buscar el gen responsable. Un mapa de ligamiento coloca los rasgos en grupos según la frecuencia con la que se transmiten juntos a la siguiente generación, lo que indica lo cerca que se encuentran en un cromosoma. Cuanto más cerca estén los rasgos en la secuencia genética, menos probable es que se separen durante la división de las células sexuales y más probable es que se transmitan juntos.
Para hacer el mapa, Saccheri y sus colegas cruzaron dos veces una polilla macho oscura con una hembra de color claro; el resultado fueron 132 crías con rasgos variados. Los rasgos que se heredan con más frecuencia junto a la coloración oscura se emparejaron con los genes del gusano de seda (Bombyx mori), una especie de polilla estrechamente relacionada con la que se ha secuenciado el genoma.
Las localizaciones de los genes de los rasgos apuntaban a una estrecha región del cromosoma 17, donde los científicos dicen que una única variante genética es probablemente la responsable del melanismo de la polilla del pimiento, aunque aún no saben exactamente cuál es.
Una vez identificada la región cromosómica, los investigadores examinaron muestras de polillas recogidas en toda Gran Bretaña entre 1925 y 2009. El mismo grupo de variantes genéticas se apiñaba en la región cromosómica más cercana a la mutación de las polillas oscuras, lo que proporcionaba una fuerte evidencia de que la selección natural había actuado recientemente sobre una mutación ventajosa de un individuo. Si una mutación hubiera estado en la población durante más tiempo, o hubiera procedido de múltiples individuos, la selección de los rasgos que se heredan juntos variaría más ampliamente.
«No es sólo la única mutación la que ha sido arrastrada por la población, es todo ese trozo de cromosoma el que ha hecho autostop», dice Saccheri.
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Ahora que los investigadores han localizado una región cromosómica, pueden utilizar la secuenciación genética para buscar el gen responsable del melanismo de la polilla de la pimienta, y luego determinar su función más amplia. También pueden compararlo con el mismo gen en las polillas de la pimienta norteamericanas y ver si la misma mutación es responsable del ascenso y descenso paralelo de la polilla oscura allí.
Además, unos cuantos genes de mariposa que controlan el color se encuentran en la misma región cromosómica que la mutación del melanismo, por lo que los investigadores podrían estar ante una vía de control del pigmento aún no identificada y común a polillas y mariposas, dicen.
Un mayor conocimiento de la genética de la polilla del pimiento «completará el paquete» de investigación sobre «el mejor ejemplo de adaptación que implica la selección natural que tenemos», dice Bruce Grant, un genetista de poblaciones jubilado del Colegio de William y Mary en Williamsburg, Virginia.