Genes y tiempo: Científicos profundizan en el fenómeno de la cigarra americana
Un equipo conjunto de investigadores de la Universidad de Kioto y otras instituciones ha descubierto en parte por qué las cigarras periódicas erupcionan simultáneamente desde el suelo cada 13 o 17 años.
También conocidas como "cicales de primer número" en Japón, se ha descubierto que las diversas especies que habitan la región oriental de los Estados Unidos tienen ciclos de crecimiento regulados por intervalos de cuatro años.
Los científicos dijeron que una vez que una cigarra excede un cierto umbral de peso en el año anterior a la muda y a emerger del subsuelo como adulta, sus genes relacionados con la visión se activan para prepararla para una vida fugaz sobre la superficie.
Estas especies del este de Estados Unidos pasan exactamente 13 o 17 años en estado de ninfa, y su aparición masiva incluye más de una especie en cada área geográfica.
Los científicos especulan que mudan en masa en parte para facilitar la reproducción y defenderse de las aves y otros depredadores.
Sin embargo, aún se desconoce exactamente cómo estos insectos son capaces de medir el tiempo, sincronizar el momento de mudar y otros detalles.
“Parece que existe algún mecanismo de control genético que permite a las cigarras medir con precisión el ciclo de cuatro años”, afirmó Teiji Sota, profesor emérito de ecología evolutiva de la Universidad de Kioto, quien dirigió el equipo. “Esperamos realizar más análisis genéticos para obtener más información”.
Los investigadores plantearon la hipótesis de que algunos cambios ocurren en las ninfas de cigarra después de múltiplos de cuatro años, o en el año 12 para las especies de cigarra de 13 años y en el año 16 para las especies de cigarra de 17 años.
Todos suben al año siguiente, por lo que ambos ciclos son múltiplos de cuatro años más uno.
Para corroborar su hipótesis, los científicos comenzaron a extraer ninfas del suelo en 2019 durante cuatro años. Seleccionaron ninfas de cuatro crías de cigarras de 17 años que eclosionarían en años diferentes.
Los individuos recolectados fueron criados en un entorno de laboratorio para estudiar los estados de crecimiento y cuándo se produjo la expresión genética.
Un ejemplo notable de esto fue el cambio en el color de los ojos, de blanco a rojo, cuando las ninfas de cigarra desarrollaron la vista antes de dirigirse al suelo.
Entre las ninfas recolectadas, la mayoría de las de 15 años tenían ojos blancos, pero el 97% de las de 16 años tenían ojos rojos y un peso corporal promedio probablemente por encima del umbral.
Los científicos también observaron que la expresión de genes relacionados con la capacidad de la ninfa para registrar la luz se producía a los 16 años, lo que indica que se encontraba en desarrollo.
El doce por ciento de las ninfas de 12 años habían superado el nivel de peso umbral y sus ojos se pusieron rojos en preparación para la muda, a pesar de que pertenecían a especies de cigarras de 17 años.
Por el contrario, sólo un niño de 11 años, uno de 13 años, dos de 15 años y ninguno de los niños de 14 años presentaron ojos rojos.
Los resultados de la investigación del equipo se publicaron el 27 de agosto en la revista científica británica Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
