Las mariposas monarcas deben sus migraciones de larga distancia a un gen perfeccionado para el vuelo eficiente, según nuevas investigaciones.
El estudio de genes de las monarcas también sugiere que estas mariposas comenzaron su historia evolutiva como especie migratoria que se esparció por todo el mundo antes de que algunos grupos se asentaran y, eventualmente, se convirtieran en especies hogareñas separadas.
En una migración épica, la mariposa monarca viaja cada año en grandes masas desde México hasta Manitoba. El alcance de ese viaje se ha extendido más y más al norte desde el final de la última Era de Hielo, gracias a un gen que hace más eficientes los músculos de la mariposa, sugieren los investigadores en un estudio publicado en la revista Nature.
“Al principio pensábamos que las mariposas migratorias necesitaban hacerse de músculos grandes”, dice Marcus Kronforst, principal autor del estudio de la Universidad de Chicago. “Lo que surgió es que la selección natural es todopoderosa para la eficiencia de vuelo”, indica.
El estudio también reveló que un solo gen juega un papel importante en la coloración naranja y negra característica de las monarcas, y un cambio en este interruptor genético es responsable por las inusuales mariposas monarcas blancas de Oahu.
En el telón de fondo del estudio, el número de estas icónicas mariposas ha ido cayendo precipitadamente, a 33 millones en 2013, una disminución asociada con la caída del algodoncillo del que dependen.
La pérdida de hábitats y la destrucción de plantas autóctonas han sido responsables de la rápida decadencia de la monarca, la mariposa más reconocida de América del Norte.
Para ayudar a proteger a estos majestuosos insectos a medida que migran, ciudadanos de Estados Unidos están recurriendo a una herramienta simple aunque poderosa: la jardinería.
Músculos monarcas
Millones de monarcas migratorias viajan hacia el norte desde México en marzo, luego van al sur en octubre, con cuatro generaciones de estos insectos viviendo y muriendo a lo largo del camino.
Los insectos deben tomar decisiones sobre el inicio y finalización de la migración, pr lo que el equipo del estudio esperaba genes relacionados con el comportamiento que distinguieran a las monarcas migratorias de las demás.
Kronforst y sus colegas compararon el plano genético completo (o genoma) de 89 mariposas monarcas, Danaus plexippus, y otros nueve de cuatro familias no migratorias emparentadas, principalmente la mariposa monarca sureña de Suramérica.
“Para nuestra sorpresa, un gen realmente resaltó en el análisis, y no estaba involucrado con el comportamiento”, dice Kronforst. En cambio, el gen ayuda a la formación de colágeno, el material elástico en los tejidos conectivos. El gen del colágeno parece reducir el gasto de energía en los músculos de las viajeras de larga distancia.
El equipo también examinó las habilidades de vuelo de las mariposas en cámaras de prueba (botellas de dos litros sacudidas durante 10 minutos para estimular el vuelo), y sensores de respiración descubrieron que las monarcas migratorias volaron más eficientemente, pero no con más fuerza.
Las mariposas migratorias son esencialmente atletas de resistencia, mientras que otras son velocistas, sugiere Kronforst. Las velocistas quizás necesiten superar a otros insectos en la competencia por comida, explica Kronforst, mientras que las migratorias vuelan a lugares donde encuentran menos competencia.
La eficiencia muscular sería crucial para ese estilo de vida. “Si no pueden volver a México, entonces mueren”, dice Andrew Brower, biólogo evolutivo y experto en monarcas de la Universidad Estatal de Middle Tennessee, en Murfreesboro.
Monarcas migratorias
¿Cómo y cuándo las monarcas comenzaron a migrar? El estudio sugiere que la migración fue una condición fundacional para la especie, que descendió de una división con una especie africana ancestral hace más de un millón de años.
Las monarcas probablemente empezaron en México, luego de que sus ancestros migratorios cruzaran el Atlántico, dice Richard Ffrench Constant, ecologista de la Universidad de Exeter, en el Reino Unido. “¿Quién más va a sobrevivir a un viaje largo?”, cuestiona.
Los autores del estudio especulan con que las mariposas monarca gradualmente comenzaron a volar cada vez más al norte, cada primavera, durante los últimos 20.000 años, conforme finalizaba una Era de Hielo en Norteamérica; actualmente recorren alrededor de 4.830 kilómetros en su viaje.
No obstante, múltiples eras de hielo han pasado desde que las mariposas monarca se separaron de sus parientes más cercanos, por lo que Brower dice dudar que solo la más reciente haya moldeado su comportamiento tan eficazmente.
Pistas de color
Otra característica principal de las monarcas (su color) también se vincula a un solo gen, sugiere el estudio. Algunas monarcas son blancas, incluyendo las mariposas "niveous" de Hawái que se encuentran en Oahu. Esa tinta blanca parece venir de otro gen, que parece impulsar el cambio de color, según descubrió el equipo.
El mismo gen da paso al pelaje marrón opaco en una familia de ratones negros. El hallazgo es el primer vínculo de color entre mamíferos e invertebrados, dice Ffrench Constant.
“El papel de genes particulares con grandes efectos ocasionales sobre las especies como que es el tema de estos resultados”, agrega.
