Investigación sobre los relojes internos de insectos europeos e invasores
Casi todos los organismos de la Tierra se rigen por sus ciclos internos: ritmos biológicos naturales que modulan todos los aspectos de su fisiología y comportamiento. Los más conocidos son los ritmos circadianos de veinticuatro horas que evolucionaron para anticipar los cambios regulares del día y la noche a medida que la Tierra gira sobre su eje. Los recientes patrones de cambio climático a escala mundial implican que los insectos tropicales se están expandiendo hacia Europa. Por lo tanto, estudiar los relojes internos de dichos insectos y cómo se sincronizan con el entorno resulta importante porque muchos son plagas o posibles vectores de enfermedades. En el marco del proyecto CINCHRON, financiado con fondos europeos, unos investigadores pusieron en marcha una serie de experimentos para obtener más información sobre cómo responde el reloj interno, a nivel molecular y neuronal, a los estímulos ambientales de luz y oscuridad, calor y frío. El estudio se centró principalmente en el insecto modelo «Drosophila melanogaster», debido al repertorio de herramientas de genética molecular disponibles. «Con el calentamiento global, las plagas agrícolas de insectos y las plagas de importancia médica, como los mosquitos, están ampliando su área de distribución geográfica», explica Charalambos Kyriacou, catedrático de Genética Conductual en la Universidad de Leicester. «Necesitamos comprender los cambios en su comportamiento circadiano y las respuestas relacionadas con la hibernación estacional a medida que se adaptan a nuevos entornos templados», añade Kyriacou.
Comprensión de las relojes internos
En el proyecto CINCHRON, llevado a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, el equipo tenía varios objetivos principales, entre ellos ampliar los estudios sobre el reloj biológico a los insectos de importancia económica. Entre ellos figuran la avispa parasitoide «Nasonia vitripennis», que puede utilizarse como agente de control biológico para parasitar y eliminar especies plaga, el pulgón del guisante «Acyrthosiphon pisum», una importante plaga de los guisantes y la alfalfa, y «Bactrocera oleae», que ataca a los olivos. «También estudiamos dos insectos beneficiosos: el gusano de seda y el abejorro», explica Kyriacou. El otro gran objetivo era impartir a una nueva cohorte de estudiantes de doctorado formación sobre las técnicas de neurogenética molecular y comparativa de insectos.
Nueva información sobre la cronobiología de los insectos
El equipo de CINCHRON obtuvo resultados fundamentales en cuatro ámbitos prioritarios: cronobiología circadiana, estacional, metabólica y comercial. En el caso de la cronobiología circadiana, se lograron avances significativos en la comprensión de cómo el reloj interno diario mantiene sus ciclos en diferentes temperaturas, un fenómeno conocido como «compensación de temperatura». «En pocas palabras, en la mosca del vinagre algunas neuronas del reloj “hacen tictac” más rápido a temperaturas cálidas, mientras que otras lo hacen más rápido a temperaturas frías, de modo que cuando se comunican, esto genera un período estable compensado de veinticuatro horas a diferentes temperaturas», explica Kyriacou. En el ámbito de la biología estacional, descubrieron que los insectos que vivían en Escandinavia tenían un comportamiento circadiano más flexible que en el sur de Europa y podían adaptarse fácilmente a los regímenes extremos de iluminación térmica y estacional. Esta relajación del control del reloj circadiano resultaría útil para una especie invasora que se adapta a entornos más extremos.
Una nueva generación de entomólogos
La financiación se utilizó para formar a quince nuevos estudiantes de doctorado como investigadores en cronobiología molecular comparada de insectos modernos, un campo emergente e importante. El grupo ya ha publicado diecisiete artículos. «La financiación de la Unión Europea se destina sobre todo a la formación de jóvenes en un sector en rápida expansión, tanto científica como comercial», señala Kyriacou. «Uno de los efectos secundarios es que también genera resultados de investigación para los laboratorios anfitriones en forma de publicaciones».
Palabras clave
CINCHRON, insectos, cronobiología, circadiano, ritmos, cambio climático, genética, herramientas