En abejas, hormigas y avispas los machos nacen de huevos no fecundados y las hembras de los que sí lo han sido, y es la reina quien lo decide
En el vasto reino de los insectos, algunas especies de escarabajos, ácaros y otros insectos, entre los que destacan las abejas, las hormigas y las avispas, utilizan un curioso sistema de determinación sexual conocido como haplodiploidía. En este sistema, el destino sexual de los individuos se establece en el momento de la puesta del huevo y depende de un evento tan simple, pero crucial, como la fecundación.
por Antonio García
Las abejas, hormigas y avispas, que forman parte del orden Hymenoptera (himenópteros), comparten este rasgo biológico que podría parecer inusual para nosotros: los machos se desarrollan a partir de huevos no fecundados, mientras que las hembras surgen de aquellos que sí han sido fecundados. Este proceso plantea preguntas fascinantes sobre la evolución, la biología y la organización social de estas especies, y se ha propuesto como una de las razones que explican la compleja vida social y el altruismo que caracterizan a estos insectos.
En el sistema de la haplodiploidía los machos son haploides (es decir, tienen una sola copia de cada cromosoma) y las hembras son diploides (poseen dos copias de cada cromosoma). Esta diferencia cromosómica se establece en el momento en que la hembra pone el huevo: si el huevo es fecundado por esperma, la descendencia resultante será hembra y tendrá dos conjuntos de cromosomas; si el huevo queda sin fecundar, se convertirá en un macho haploide, que posee solo un conjunto de cromosomas, idéntico al material genético que recibió de su madre.
Este sistema es fundamental para los himenópteros y otros grupos de insectos. Dentro de estos órdenes, la determinación sexual no depende de la presencia de cromosomas sexuales, como en el sistema humano XY, sino que se basa en la ploidía, es decir, en la cantidad de juegos cromosómicos que posee el organismo. Los individuos diploides serán hembras, mientras que los haploides se desarrollarán como machos.
En casos de consanguinidad extrema, como cuando hermanos y hermanas se reproducen entre sí, pueden aparecer machos diploides, los cuales no sobreviven debido a que las abejas nodrizas en las colonias suelen eliminarlos.
Uno de los aspectos intrigantes del sistema de haplodiploidía es la capacidad que poseen las hembras de controlar el sexo de su descendencia. Las reinas de especies como las abejas melíferas almacenan esperma en una estructura interna llamada espermateca. Cuando una hembra fertilizada pone un huevo, puede decidir si libera esperma para fertilizarlo o no, controlando así si el huevo se convertirá en una hembra diploide o un macho haploide. Este mecanismo permite a las hembras ajustar la proporción de sexos en función de las necesidades de la colonia, optimizando los recursos y el esfuerzo reproductivo.
El sistema haplodiploide tiene consecuencias profundas en términos de parentesco, especialmente en las especies como las abejas, hormigas y ciertas avispas. En estas especies, la estructura genética del parentesco entre los individuos cambia de manera fundamental debido a la naturaleza haplodiploide de los machos.
En un escenario en el que la reina se ha apareado solo una vez con un macho, las trabajadoras hembras (que son hijas de la misma madre y padre) comparten, en promedio, tres cuartos de sus genes entre sí. Es decir, las hermanas comparten más genes entre ellas que con su madre o sus hijas. Este coeficiente de parentesco de 3/4 es más alto que el que normalmente compartimos con nuestros hermanos en especies con reproducción sexual convencional, donde el parentesco entre hermanos es de alrededor del 50%.
Este alto nivel de parentesco entre hermanas ha llevado a muchos científicos a proponer la teoría de la selección de parentesco como una explicación para la aparición de la eusocialidad, un comportamiento social complejo en el que los individuos cooperan para criar a las crías de la colonia en lugar de producir sus propias descendencias individuales.
De acuerdo con esta teoría, el comportamiento de las obreras, que dedican sus vidas a cuidar de los huevos de la reina en lugar de reproducirse ellas mismas, se explica porque, al ayudar a sus hermanas a sobrevivir, están transmitiendo una mayor proporción de sus propios genes. Dado que las trabajadoras están más emparentadas con sus hermanas que con su posible descendencia, el cuidado y protección de la progenie de la reina optimiza el éxito genético de sus propios genes, más que si produjeran su propia descendencia.
Esto, sin embargo, se vuelve más complejo en colonias donde las reinas se aparean con múltiples machos, como ocurre en muchas especies de abejas. En estos casos, no todas las obreras estarán igual de emparentadas entre sí, y esto podría generar ciertos conflictos de interés en las estrategias de crianza. En el caso de las abejas, solo un 10 por ciento de las especies son sociales.
En algunos casos, las hembras depositan huevos no fertilizados, que se convertirán en machos, en fuentes de alimento de baja calidad, mientras que los huevos fertilizados, que darán lugar a hembras, se depositan en fuentes de alimento de mejor calidad. Esta estrategia podría deberse a que el éxito de las hembras depende en mayor medida de la disponibilidad de recursos que el de los machos.
Este patrón es observable en otras especies haplodiploides, como los escarabajos ambrosia, en los cuales se observa una mayor cantidad de machos en poblaciones con mayores oportunidades de dispersión y apareamiento. La manipulación del sexo en función del ambiente parece ser una estrategia adaptativa que maximiza la eficiencia reproductiva, ajustando la proporción de sexos en función de la disponibilidad de recursos y las oportunidades de apareamiento.
La haplodiploidía en abejas, hormigas y avispas representa una fascinante adaptación evolutiva que, lejos de ser un mero mecanismo de reproducción, ha dado forma a complejas estructuras sociales y comportamientos cooperativos que han intrigado a los biólogos durante décadas. Este sistema de determinación sexual permite una gran flexibilidad en el manejo de la progenie, fomenta el altruismo y posibilita la aparición de comportamientos eusociales, todo dentro de una lógica evolutiva que maximiza el éxito genético de los individuos a través de la cooperación y el trabajo en equipo.
FUENTES
E.O. Wilson, B. Hölldobler, Eusociality: Origin and consequences, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (38) 13367-13371, doi.org/10.1073/pnas.0505858102
Michael Mahowald, Eric von Wettberg, Sex determination in the Hymenoptera
David Grimaldi, Michael S. Engel, Evolution of the Insects
Wikipedia, Haplodiploidía
Fuente: https://www.labrujulaverde.com/2024/11/en-abejas-hormigas-y-avispas-los-machos-nacen-de-huevos-no-fecundados-y-las-hembras-de-los-que-si-lo-han-sido-y-es-la-reina-quien-lo-decide - Imagen de portada: Abejas en el interior de una colmena. Crédito: Eric Tourneret / Wikimedia Commons
