¿Una reina nace o se hace? Castas, conflictos y genética en la eusocialidad

Los humanos somos muy sociables, tanto que cada día podemos formar parte de diferentes grupos y tener un rol diferente en cada uno. Sin embargo, no llegamos a tener el mayor grado de organización social, no vivimos en eusocialidad.

La eusocialidad es la mayor organización social que existe y la genética juega un papel importante en esta estructura

Pero ¿los animales eusociales viven en perfecta armonía o tienen conflictos? ¿Cooperan por altruismo? ¿Su rol en el grupo está establecido desde que nacen?

Aquí tienes el pódcast por si prefieres escuchar en lugar de leer. 

¡Empecemos!

¿Qué es la eusocialidad?

Como te acabo de decir, la eusocialidad es la mayor organización social que existe. Ejemplos de animales eusociales son algunas especies de avispas, abejas, hormigas… 

(Existen también algunas especies de crustáceos y mamíferos pero en este post todo lo que voy a mencionar es sobre insectos).

Estos insectos viven en colonias en las que hay castas

Cada casta se especializa en un tipo de actividad. Generalmente son reproductoras (reinas y machos) o estériles (obreras). Aunque en algunos casos también hay “soldados” que defienden la colonia.

La reina tiene un gran número de descendientes que serán machos o hembras en función de si son haploides o diploides, respectivamente. 

En otras palabras, los machos se desarrollan de huevos no fertilizados y por tanto solo tienen los cromosomas de la madre. En cambio, las hembras surgen de huevos fertilizados y tendrán dos juegos de cromosomas, uno del padre y otro de la madre. 

Las hembras serán reinas u obreras en función de la alimentación que reciban durante la fase larvaria.  La dieta influye en que se activen unos genes u otros que son los que marcarán la diferencia. 

Las obreras se especializarán mucho en cada una de las diferentes tareas que hacen falta en la colonia.

En algunas especies, llegan a especializarse tanto que hasta pueden sufrir cambios morfológicos para adaptarse lo mejor posible a su tarea.

Para que te hagas una idea, la estructura de una colonia es como la de un único organismo. Igual que en nuestro cuerpo hay diferentes órganos que se especializan en distintas funciones, en una colonia hay grupos que se especializan en alguna actividad.

Pero ¿se nace para una tarea o se puede cambiar de casta? Pues dependiendo de la especie.

En unas especies esta especialización es irreversible, pero ¡otras pueden ir cambiando para adaptarse a la tarea que haga falta!  

Incluso en algunas avispas y hormigas, las obreras pueden convertirse en reinas. Así si su líder muere, otra líder puede ocupar su posición. En cambio, en las abejas esto no puede ocurrir. Las abejas tienen que criar a otra reina cuando la que hay muere.

¿De qué depende esta flexibilidad entre castas? De las diferencias genéticas entre unas u otras, y de cambios epigenéticos (cambios en la actividad de los genes).

Los cambios epignéticos regulan la actividad de los genes. Ejemplo en el que el gen queda accesible o no a las moléculas de transcripción en función del grado de compactación del ADN.

Por ejemplo, cuando una obrera puede “ascender” a reina, es porque ambas castas se parecen mucho físicamente y tienen relativamente pocas diferencias genéticas. Es decir, muestran un menor grado de especialización.

¿En la eusocialidad surgen conflictos?

En todo grupo puede haber conflictos entre miembros. En los animales eusociales no iba a ser menos y más tratándose de la mayor organización que existe.

Así que ¿cuál es el precio que tienen que pagar para que su sistema sea estable y no surjan demasiados conflictos?

Pues las obreras sacrifican su propia reproducción y ayudan a que los descendientes de la reina sobrevivan.

Para mantener esta estructura  se requieren estrategias que solucionen los conflictos, pudiendo llegar incluso a la coacción.

La solución para mantener la armonía depende mucho de la estructura de la colonia. 

Ejemplos de cómo evitar o solucionar conflictos en insectos eusociales:

  • Hay especies en las que la reina emite feromonas que influyen en el comportamiento de todos los miembros de la colonia para que haya “armonía” en lugar de conflictos. 

Además estas feromonas producen cambios epigenéticos en el ADN, es decir, cambian la actividad de los genes causando la esterilidad de las obreras.

  • En otros casos puede haber obreras que no son estériles y se “rebelan” decidiendo tener su propia descendencia. En estos casos la reina o sus propias compañeras, se comen los huevos de las “rebeldes”.

De esta forma, las obreras no obtienen beneficios de reproducirse y les es más rentable seguir la vía del “altruismo”.

  • Hay otras especies en las que se negocia. La reina “concede permisos de reproducción” para evitar rebeliones.
  • En otros casos, las obreras llegan a matar a la reina y una de ellas la reemplaza.

¿Puro altruismo o intereses biológicos detrás de la eusocialidad?

A primera vista puede parecer un gran altruismo.  Pero hay interés biológico detrás de esto, mantener su organización aumenta la probabilidad de sobrevivir.

Y mucha gente puede estar pensando ¿y porque es más beneficioso que sobreviva la descendencia de la reina en comparación con tener cada una sus propios hijos?

Volvamos a la comparación de la colonia con nuestro cuerpo, para visualizar mejor las consecuencias.

Nuestras células sacrifican su “propia descendencia” para especializarse en una tarea y vivir cooperando con las demás.

Así, las células especializadas en la reproducción (los gametos) tienen mayor probabilidad de transmitir nuestros genes a otra generación.

Para las células que han sacrificado su reproducción es más ventajoso transmitir sus genes “indirectamente” a la descendencia porque aumentan su probabilidad de tener éxito.

Pero en nuestro cuerpo también puede haber células que se rebelan y empiezan a dividirse descontroladamente. Estas células prefieren tener ellas más células hijas y dejan de lado su función en el organismo.

Si las demás células no pueden acabar con esta división descontrolada, se desarrollará un cáncer, lo cual puede derivar en el fallo del organismo.

Cuando las células se dividen de forma descontrolada pueden llegar a formar un tumor.

En la organización eusocial hay una base fundamental similar.

La colonia es más eficiente y tiene más probabilidad de sobrevivir si la casta de obreras se especializa en una tarea concreta y deja de lado su reproducción.

Así hay más probabilidad de que sus genes pasen a futuras generaciones aunque sea indirectamente a través de la descendencia de la reina (que será familiar suyo, su madre, hermana, prima… dependiendo de la organización social que tenga la especie).

En resumen, la estructura social, los comportamientos de las castas y sus interacciones dependen de: cómo aumentar la probabilidad de sobrevivir y transmitir los genes a futuras generaciones.

De hecho, hasta hay alguna especie que en lugar de tener sus obreras, esclaviza a las de otra especie. Para estas especies es más beneficioso haber desarrollado sistemas para esto. Así solo tiene descendientes reinas y machos, en lugar de tener su propia casta de obreras.

Ejemplo del gen Gp-9: aceptación o rechazo de la reina

Para acabar me gustaría contarte un ejemplo específico de cómo la genética influye en estos comportamientos.  

Este ejemplo se ha estudiado en una especie de hormiga llamada Solenopsis invicta, en la que puede haber colonias con una reina y otras con más de una. En este último caso, una reina es aceptada según la información que contenga el gen Gp-9 (lo que en genética se diría el genotipo del gen Gp-9).

Este gen puede tener dos variantes que llamaré “A” y “B”. Es decir, puede tener dos tipos de informaciones distintas. La variante “A” hace que sean reinas muy buenas en la reproducción. La variante “B” hace que sean menos buenas.

Cuando una reina es AA, las trabajadoras lo detectan y acaban con su vida.

Te preguntaras qué sentido tiene esto porque parece ilógico ¿verdad? Si son buenas reproductoras es mejor ¿no? Pues sí, pero no.

Este tipo de reinas tiene mayor tendencia a fundar una nueva colonia. Para evitarlo, las obreras acaban con ella. Sin embargo, se ha visto que hay ocasiones en que sí aceptan a estas reinas.

Cuando entre las obreras hay pocas con la información “A”, se permite a estas reinas reproducirse para que aumenten la descendencia con esa variante del gen.

Pero cuando vuelven a remontar este tipo de obreras, se vuelve a acabar con las reinas AA porque ya han aportado el beneficio a la colonia, y de seguir viviendo suponen nuevamente una desventaja.

Recuerda que las reinas tendrán dos variantes, una heredada del padre y otra de la madre. Por eso su genotipo puede ser AA, AB o BB.

Pero ¿y en humanos?

Acabamos de ver que diferencias genéticas o diferencias en la expresión de los genes pueden influir mucho en el comportamiento de los animales eusociales.

Pero ¿y en humanos? En los humanos es mucho más complicado descifrar y entender las bases genéticas del comportamiento.

En el juego entran las variantes genéticas, la interacción entre genes, la epigenética, el cerebro, el ambiente, experiencias concretas, la educación, el aprendizaje, la complejidad de las relaciones sociales, las limitaciones de los estudios científicos…

Pero sí que se han llegado a descifrar algunas cosas. Sobretodo cosas relacionadas con problemas de salud, como por ejemplo hallazgos sobre la base genética de la esquizofrenia. 

Para acabar me gustaría dejarte el enlace de un post muy interesante sobre conflictos entre hermanos. No habla de las bases genéticas, pero trata el tema desde un punto de vista evolutivo muy interesante. 

4 respuestas a «¿Una reina nace o se hace? Castas, conflictos y genética en la eusocialidad»

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