Moscas del vinagre salvaje africanas nos permiten entender como llegaron a nuestras cocinas

La mosca del vinagre, Drosophila melanogaster, es posiblemente, el organismo más estudiado del planeta. Lleva un siglo criándose a millones en laboratorios de todo el mundo, se conoce su genoma, su desarrollo, su cerebro. Más allá de los laboratorios nos son muy familiares. Están en casi todas las cocinas, siempre alrededor de la fruta. ¿Pero que sabemos de su vida en la naturaleza? Sorprendentemente poco, y es precisamente ahí donde podemos entender como han llegado a hacerse universales.

Están en todas partes. Revolotean en nuestras cocinas alrededor de la bandeja de la fruta, o las encontramos en bares y restaurantes junto a la vinagrera. En verano podemos verlas alrededor de nuestro vaso de vino, e incluso ver como se precipitan dentro del mismo. Sí, son ellas, las moscas del vinagre, unos pequeños insectos que conviven en nuestros hogares. ¿Por qué? ¿Han estado siempre aquí? ¿Cómo han llegado a vivir con nosotros?

En realidad no, no siempre han vivido donde viven, las moscas de tu cocina son las descendientes de un grupo de moscas que hace miles de años habitaron un lejano bosque en el África ecuatorial. Hace 10.000 años, un grupo de moscas se habituaron a convivir con los humanos, luego sus descendientes colonizaron el mundo siguiendo los pasos de los humanos. Hoy nos las encontraríamos aunque nos fuésemos de vacaciones a una cabaña finlandesa, o nos perdiésemos por los paisajes de Tasmania. Desde el África tropical han llegado a todas partes. Ahí donde ha llegado el humano están ellas. 

En realidad la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster, es una de las especies más conocidas, lo que los científicos denominan una «especie modelo», porque la han usado miles de veces en sus experimentos. Por molestas que nos parezcan, en realidad les debemos mucho en este sentido, pues muchas de los estudios de enfermedades genéticas humanas se basan en el conocimiento que adquirimos estudiando antes a las moscas del vinagre. Cerca del 75% de los genes humanos vinculados con enfermedades tienen su versión en el genoma de las moscas. Se usan para averiguar los mecanismos del envejecimiento, el funcionamiento del sistema inmunitario, la diabetes, diferentes desordenes neurodegenerativos, etc… Es tan frecuente en los laboratorios científicos como en las cocinas. A pesar de su importancia, y de todo lo que se sabe de su genética, apenas se sabía nada de su vida en la naturaleza, hasta que un grupo de investigadores de la Universidad de Lund han ido en busca de sus orígenes.

Un origen ligado al árbol de la marula

En los bosques de Zimbabue y Mozambique, una región dominada por praderas arboladas, colocaron un gran número de trampas para atraer y capturar moscas del vinagre. Lo primero que observaron es que había muchas moscas en las zonas donde abundaban las marulas, estando ausentes cuando este árbol no estaba presente. La marula (Sclerocarya birrea) es una árbol que produce un fruto esférico, verde en el árbol y amarillo cuando madura y cae a tierra (Fig. 1). Parecía obvio que aquel fruto amarillo les atraía mucho más que cualquier otros fruto presente. El siguiente paso fue intentar atraer a las moscas con trampas de marula o con trampas con frutos cítricos que tanto les atraen en otras partes del mundo. Otra vez las moscas mostraron preferencia por la marula. De hecho, cuando repitieron el experimento con otras poblaciones de moscas en otras partes del mundo el resultado fue el mismo. Todas las moscas se sentían más atraídas por la marula que cualquier otro cítrico, aunque ahí no existan árboles de marula. ¿Por qué?

Drosophila mosca vinagre
Fig. 1. Aspecto del árbol de la marula (a), sus frutos maduros en el suelo (b), y su pulpa carnosa interior (c) que tanto atrae a las moscas y otros muchos animales.

Parece obvio pensar que ahí están sus orígenes. Los bosques de marula es donde evolucionó la mosca del vinagre. Con esa idea los investigadores suecos llevaron a cabo otros experimentos descubriendo que la sustancia química desprendida por la marula activa un receptor específico de las moscas. Se trata del receptor que permite a los individuos identificar un buen lugar donde depositar los huevos para que se desarrollen sus larvas. Es decir, tienen receptores sensibles a las sustancias químicas de la marula que les indican que es ahí donde deben depositar toda su descendencia. Es algo de gran valor evolutivo. La descendencia está en juego. Disponer de este mecanismo parece indicar que la mosca evolucionó en esos bosques y con ese árbol en concreto. De hecho, la mayoría de las especies del grupo de las moscas del vinagre, son especies que se reproducen principalmente en una o unas pocas especies, siendo muy selectivas a la hora de depositar sus huevos. Parece que Drosophila melanogaster, la que hoy encontramos en cualquier fruta de la cocina, también fue especialista en su momento antes de convertirse en una especie cosmopolita. ¿Cómo tuvo lugar ese cambio?

Al parecer el fruto de la marula no es sólo importante para las moscas. Hay muchos animales en la zona que lo consumen. De hecho, los elefantes los consumen en gran cantidad hasta el punto de emborracharse con los frutos fermentados. Cebras, jirafas, facóqueros, kobos, kudus y monos también buscan bajo sus ramas el preciado fruto (Fig. 2). No es extraño, pues más allá de su sabor, su cantidad de vitamina C es ocho veces mayor que la de una naranja. Por eso los humanos también lo consumen, al mismo tiempo que con los frutos elaboran mermeladas y bebidas como el licor de Amarula o la cerveza Mukumbi. Un uso que los humanos llevan practicando desde hace 12.000 años. Para los San o bosquimanos, fue y sigue siendo un fruto importante.

animales_marula
Fig. 2. Diagrama de algunos de los mamíferos que consumen la fruta marula, entre ellos los grupos humanos que habitan la región.

En el pasado los grupos humanos de la zona dedicaron mucho tiempo a la recolección de los frutos, para guardarlos como reservas que podían durar meses. Se ha descubierto en cuevas habitadas por estos grupos, a finales del Pleistoceno y principios del Holoceno, gran cantidad de restos del fruto. En el Parque Nacional de Matopos, al sur de Bulawayo (Fig. 3), se han llegado a contar hasta 24.000.000 de frutos de marula en la cueva de Pomongwe. Es una cueva abierta, que como otras de alrededor, es famosa por sus pinturas rupestres. Los restos arqueológicos de la zona indican que la recolección sistemática y masiva de marula por los San se inició hace 12.000 años y dejó de practicarse hace unos 8.000. Un periodo que coincide con el inicio de expansión de la mosca del vinagre. Los estudios genéticos han estimado que su expansión demográfica y geográfica empezó hace 10.000 años.

moscas de la fruta evolución
Fig. 3. Una de las cuevas del Parque Nacional de Matopos

Los investigadores consideran que los tiempos de recolección masiva del fruto por los humanos y la expansión de la mosca no son una casualidad. Sugieren que en esas cuevas, producto de la actividad recolectora humana, las moscas se «domesticaron» y se volvieron comensales de nuestros ancestros hasta nuestros días. Atraídas por la esencial de los frutos almacenados las moscas se acostumbraron a entrar en las cuevas, perdiendo el temor a adentrarse en espacios oscuros, las otras especies de moscas de la zona siguen sin entrar en las cuevas. La recompensa a ese atrevimiento era contar con grandes despensas de frutos que les permitían romper incluso la estacionalidad de los mismos. Su reproducción podía ser continua sin limitarse a la estación de los frutos en el bosque. Ahí había frutos durante meses. Además, ahí, en la profundidad de las cuevas, no había apenas depredadores. En las cuevas las moscas se adaptaron a habitar espacios cerrados muy distintos de sus bosques originales. Esas poblaciones adaptadas a espacios confinados se movieron con los grupos humanos, acostumbradas a vivir en sus refugios y sus construcciones, espacios limitados y oscuros pero siempre llenos de alimentos. Adaptarse a vivir con nosotros les permitió alcanzar su cosmopolitismo actual.

Moscas y humanos, 10.000 años de historia conjunta

Desde ese momento remoto, 10.000 años atrás, la mosca del vinagre ha sido nuestro comensal. Pero su conocimiento científico es relativamente reciente. No fue hasta 1864 que se describió por primera vez que se reproducían en la fruta. Se observó en un almacén de pasas en la ciudad turca de Esmirna. Después fue describiéndose su reproducción en otras variedades de frutas. En 1898 se encontró en tumbas humanas y un año más tarde se observó que podía reproducirse en excrementos humanos. La lista de frutas donde se encontraban sus larvas se hizo infinita, extendiéndose a patatas y tomates. La mosca parecía poder aprovecharse de cualquier planta domesticada por el hombre. Los investigadores se preguntaban entonces cuál era su origen, de qué se alimentaba antes de pasar a depender del hombre y sus plantas domesticadas. Hoy la respuesta parece haber sido respondida: la marula. 

Pero pocos años atrás esta especie tan siquiera estaba entre las especies candidatas. Dada la afinidad observada por los plátanos (Ensete giletti), se le atribuía a éstos el ser el fruto ancestral donde se reproducían las moscas antes de asociarse con los humanos. Pero los plátanos no son la única planta nativa donde se ha observado a la mosca reproducirse, también lo hace en los mangos (Mangifera indica) o en la papaya (Carica papaya) y en otras, hasta un total de 25 especies.

Siempre se ha creído que el éxito colonizador de la especie dependía de su tolerancia a diferentes temperaturas y de el hecho de ser generalista, es decir, poder reproducirse en diferentes ambientes o frutos. El estudio de los investigadores suecos parece contradecir esto último. Que tengan sensores específicos a las sustancias químicas de la marula parece convertirla en especialista más que generalista. De estos nuevos descubrimientos surgen nuevas preguntas. ¿Qué cambios genéticos tuvieron lugar que permitieron el cambio de ambientes abiertos a ambientes confinados? ¿Qué cambios permitieron dejar de lado la marula para aventurarse a reproducirse en otras frutas? 

Habrá que seguir investigando las poblaciones ancestrales de África, para ver si su conducta es similar al de otras poblaciones del mundo, o mantiene un comportamiento distinto al de las poblaciones que se acostumbraron a vivir con el hombre.

Su colonización en muchos lugares del mundo es relativamente nueva. Si bien se cree que en el sur de Europa y partes de Asia fueron ocupadas en tiempos prehistóricos, su llegada a otros continentes es más reciente. Fue descrita por primera vez en Europa en 1830 por un entomólogo alemán, Johan Wilhelm Meigen, en el puerto de Hamburgo. Al parecer, hasta entonces no habían llamado la atención de ningún naturalista. En Nueva York fue detectada en 1875, en 1915 ya había alcanzado la costa de California. En 1930 se describió su presencia en la isla japonesa de Okinawa pero años más tarde no volvió a encontrarse. En 1980 apareció por primera vez en el archipiélago de las Seychelles. Estas idas y venidas de la especie demuestran que es una gran colonizadora, pero que al mismo tiempo depende mucho de la actividad humana. Por sí misma no sobrevive fuera de su rango de distribución original.

Tanto es así, que hay quien ha sugerido que en las zonas templadas las moscas mueren con el frío del invierno y la población entera desaparece, siendo reemplazada por una nueva desde otras regiones con la llegada de las temperaturas cálidas.

No deja de ser sorprendente que una especie antes restringida a una pequeña región del África ecuatorial y especializada en un fruto, nos la encontremos en nuestras cocinas o en terrazas revoloteando alrededor de nuestra copa de vino. De su capacidad para habitar con nosotros, han sacado provecho los científicos como especie modelo en sus experimentos de genética. No es la única especie que se aprovecha de nuestra actividad y que nos ha seguido a todas partes, que ha acabado en nuestros laboratorios. La otra es el ratón doméstico (Mus musculus). Otro día hablaremos de él.

 


Lecturas complementarias:

Adrion JR, Hahn MW, Cooper BS. 2015. Revisiting classic clines in Drosophila melanogaster in the age of genomics. Trends in Genetics 31: 434–444

Cox SRT. 2017. Fly models of human diseases: Drosophila as a model for understanding human mitochondria mutations and disease. Current Topics in Developmental Biology 121: 1–27

van der Goes W, Carlson JR. 2007. Receptors and neurons for fly odors in Drosophila. Current Biology 17: P606–612

Jennings BH. 2011. Drosophila – a versatile model in biology & medicine. Materials Today 14:190–195

Keller A. 2007. Drosophila melanogaster’s history as a human commensal. Current Biology 17: R77–R81

Mansourian S, Enjin A, Jirle EV, Ramesh V, Rehermann G, Becher PG, Pool JE, Stensmyr MC. 2018. Wild African Drosophila melanogaster are seasonal specialists on Marula fruit. Current Biology 28: 1–9

Motter MG. 1898. A contribution to the Study of the Grave. A Study of on Hundred and Fifty Disinterments with Some Additional Experimental Observations. Journal of  the New York Entomological Society 6: 201–231

Sprengelmeyer QD, Mansourian S, Lange JD, Matute DR, Cooper BS, Jirle EV, Stansmyr MC, Pool JP. 2018. Discovery of Drosophila melanogaster from Wild African Environments and Genomic Insights into Species History. bioRxiv: 10.1101/470765

Walker NJ. 1989. King of foods: Marla economics in the Matobos. African Wildlife 43: 281–285

Zheng Z, Lauritzen JS, Perlman E, Robinson CG, […] Bock DD. 2018. A Complete Electron Microscopy Volume of the Brain of Adult Drosophila melanogasterCell 174: 730–743

 Zonato V, Collins L, Pegorato M, Tauber E, Kyriacou. 2017. Is diapause an ancient adaptation in Drosophila? Journal of Insect Physiology 98: 267–274

 

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