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¿Por qué Acyrthosiphon pisum?

Al igual que otras especies que forman parte del Proyecto Genoma de los Insectos, la elección de A. pisum se ha basado en su importancia económica. Este pulgón es un parásito de plantas leguminosas que causa graves plagas agrícolas y pérdidas económicas en la agricultura. Las peculiaridades de su ciclo vital (reproducción rápida y existencia de múltiples formas) le convierte en un modelo perfecto para estudios sobre las interacciones entre plantas e insectos, simbiosis, vector de transmisión de virus y plasticidad genética. Mantiene una relación simbiótica con la bacteria Buchnera aphidicola, que vive en el interior de unas células especializadas llamadas bacteriocitos y con la que ha coevolucionado. Además, es el primer insecto hemíptero (chinches, cigarras y pulgones) y el primero con metamorfosis parcial (hemimetábolo) cuyo genoma se ha secuenciado.

Ciclo vital de Acyrthosiphon pisum. Durante la primavera y el verano, las hembras [F] se reproducen asexualmente (partenogénesis) dando lugar a una descendencia (hembras) áptera [A] o alada [B] que también se reproduce asexualmente. Los pulgones alados, que pueden dispersarse a otras plantas, se producen en condiciones de superpoblación o estrés. Durante el otoño, se producen machos ápteros y alados [D] y hembras ápteras [C] que se reproducen sexualmente y ponen huevos [E] que darán lugar en la primavera a hembras ápteras [F]. Las hembras se pueden ser vivíparas (cuando la reproducción es asexual) y ovíparas (cuando la reproducción es sexual).

Peculiaridades de su genoma

La secuenciación del genoma de A. pisum ha dado lugar a más de 30 artículos científicos, muchos de ellos publicados en un número especial de la revista Insect Molecular Biology.

• A. Pisum tiene un genoma haploide con unos 464 millones de pares de bases (nucleótidos), mayor que el de otros insectos, y cuatro pares de cromosomas. Aunque el artículo publicado en Plos Biology no da una cifra concreta alegando que es necesario un recuento más preciso, Stephen Richards, jefe del equipo que ha secuenciado el genoma del pulgón, habla de 35.000 genes (el genoma humano tiene unos 23.000), muchos de los cuales están duplicados y otros no tienen equivalencia en otras especies de insectos.
• Los genomas de A. pisum y B. aphidicola están coordinados. Algunas rutas metabólicas están compartidas, el genoma del pulgón presenta genes de origen bacteriano y la bacteria sintetiza nueve aminoácidos que no puede producir el pulgón ni tampoco obtener a través de su dieta.
• Varios genes del sistema inmune están ausentes, concretamente los de la vía IMD que producen péptidos antibacterianos como la cecropina y la defensina. Esto se puede interpretar de dos formas: la ausencia de defensas frente a infecciones bacterianas pudo facilitar la simbiosis con bacterias o que su rápido ciclo reproductor y su alimentación (savia de plantas) libre de bacterias disminuyó la presión selectiva para mantener un costoso sistema inmune.
• Como animal herbívoro, posee un arsenal de enzimas destoxificadoras. Sin embargo, su número es menor que, por ejemplo, la mosca de la fruta, el mosquito Anopheles o el escarabajo rojo de la harina y mayor que el de la abeja melífera.
• El peculiar ciclo vital de los pulgones, que alterna formas vivíparas con ovíparas y formas aladas con ápteras, puede estar facilitado por duplicaciones en muchos genes relacionados con su desarrollo.