Este artículo fue publicado originalmente por Knowable Magazine.
Los animales pequeños no suelen envejecer mucho. Como siempre corren el riesgo de convertirse en el rápido bocado de otro bicho, la mejor manera de garantizar que sus genes lleguen a la siguiente generación es tener un montón de crías lo antes posible. Esto es cierto para los insectos, que, con algunas excepciones famosas como las cigarras, suelen tener una esperanza de vida que se expresa mejor en días, semanas o meses.
Por el contrario, animales como los elefantes y los humanos tienen pocas crías y sus cuerpos sobreviven durante décadas: Si su tamaño o su estilo de vida les ofrece protección, pueden permitirse el lujo de tomarse su tiempo.
Este patrón de contraste es tan común que sugiere que, dado que tanto la reproducción como el mantenimiento son costosos, los animales simplemente no pueden maximizar ambos. Así que cuanta más energía y nutrientes invierta un individuo en producir descendencia, más rápido envejecerá probablemente y más corta será su vida.
Sin embargo, en los insectos sociales como las termitas, las hormigas, las abejas y las avispas, las reinas parecen haber encontrado una manera de tener su pastel y comerlo.
En muchas colonias, las reinas que ponen cientos de huevos cada día pueden permanecer vivas durante años o incluso décadas, mientras que las obreras que no ponen ni un solo huevo en su vida mueren a los pocos meses. Al parecer, estas especies han encontrado una vía que permite, al menos a algunas de su especie, escapar de las limitaciones que obligan a otros animales a elegir entre la longevidad y una gran cantidad de crías.
Hace unos años, un equipo internacional de biólogos se propuso estudiar cómo lo consiguen estas criaturas y, aunque todavía queda mucho por aprender, los primeros resultados del proyecto empiezan a ofrecer pistas.
Las diferencias en el código genético no pueden explicar la inusual longevidad de las reinas en comparación con las obreras. Todas las obreras son hijas de la reina y, en muchos casos, cualquiera de esas hijas podría haber crecido hasta convertirse en reinas si hubieran recibido el tratamiento real adecuado cuando eran larvas.
Este estrecho parentesco genético es la razón por la que tiene sentido que las obreras dediquen su vida a cuidar de la reina y de sus crías, a mantener y proteger el nido de la colonia y a buscar comida. Al mantener a la reina a salvo y proporcionarle los abundantes recursos que necesita para producir huevos durante años, cada obrera contribuye a la propagación de sus propios genes.
Y puesto que la reina es la única de la colonia que pone huevos, las colonias con reinas longevas tienen más probabilidades de crecer y enviar más reinas jóvenes para iniciar nuevos nidos, así como machos para fertilizarlos.
En otras palabras, razonan muchos científicos, debe haber habido una fuerte presión selectiva para mantener a la reina viva el mayor tiempo posible mediante la evolución del envejecimiento retardado.
Pero, ¿cómo podría lograrse eso? Otros insectos ofrecen algunas pistas posibles.
Resulta que algunas especies pueden inclinar su inversión en el mantenimiento del cuerpo y la reproducción hacia un lado u otro, dependiendo de las circunstancias. Los estudios han encontrado, por ejemplo, que cuando la mosca de la fruta Drosophila melanogaster es alimentada con una dieta restringida, puede prolongar significativamente su vida, pero producirá menos huevos.
Los investigadores también han demostrado que toda una red de genes implicados en la detección de la presencia de nutrientes como aminoácidos y carbohidratos es responsable de este efecto. Cuando el alimento escasea, esta red transmite señales que retrasan la reproducción y aumentan la longevidad del animal y la inversión en procesos como la reparación de los tejidos, lo que quizá permita al individuo esperar a que lleguen días mejores. Algunos científicos también han demostrado que la vida de las moscas puede prolongarse cuando se inactivan algunos de los genes clave implicados en esta red de detección de nutrientes.
Este trabajo sobre la mosca de la fruta sugiere que el ritmo de envejecimiento no está grabado en piedra. Por el contrario, puede adaptarse hasta cierto punto como parte de una estrategia evolucionada para invertir los recursos de la mejor manera posible: en la reproducción cuando son abundantes, y en el mantenimiento cuando no lo son.
«Cuando hablamos de los mecanismos del envejecimiento, normalmente solo hablamos de la forma en que se deterioran las cosas», dice el biólogo evolutivo Thomas Flatt, de la Universidad de Friburgo, en Suiza, que ha trabajado principalmente con moscas de la fruta y es coautor de un artículo sobre el envejecimiento de los insectos en la revista Annual Review of Entomology. «Lo que a menudo parece que olvidamos es la otra cara del envejecimiento: los mecanismos clave que frenan el deterioro».
¿Podrían los insectos sociales estar utilizando algunos de los mismos genes que Drosophila utiliza para ajustar el ritmo de envejecimiento -en su caso, para retrasar el envejecimiento en¿reinas?
Estudiar el envejecimiento de las reinas es difícil, porque normalmente sólo hay una reina en cada colonia y tardan muchos años, a menudo décadas, en envejecer. Para evitarlo, los investigadores pueden eliminar a la reina, lo que a menudo provoca que algunas de las obreras empiecen a producir sus propios huevos.
Ciertamente, esto no convierte por completo a las obreras en reinas, pero los experimentos han demostrado que produce beneficios para la salud similares a los que disfrutan las reinas longevas. En un estudio publicado en 2021, por ejemplo, los investigadores de la Universidad de Carolina del Norte Greensboro descubrieron que las abejas obreras que reactivaron sus ovarios eran más resistentes contra un virus que puede causar infecciones letales.
Las abejas obreras con ovarios activos también tenían más probabilidades de sobrevivir a una inyección de paraquat, un herbicida que provoca daños oxidativos en las proteínas, el ADN y otros componentes de las células. Este tipo de daño también es causado más lentamente por los productos de desecho del metabolismo normal y se cree que es un importante contribuyente al envejecimiento.
Científicos de dos universidades alemanas observaron algo similar en las obreras de tres especies de hormigas. En dos de las especies, la resistencia al estrés oxidativo aumentó cuando se eliminó la reina, lo que casi duplicó la posibilidad de que las obreras sobrevivieran al tratamiento con paraquat. En una de esas especies, las obreras activaron sus ovarios como respuesta. En la otra, no lo hicieron, pero en este caso, una vida más larga podría dar a las obreras tiempo para criar una nueva reina, explica Romain Libbrecht, biólogo evolutivo de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia, en Alemania, coautor del estudio.
La bióloga evolutiva Judith Korb, de la Universidad de Friburgo (Alemania), afirma que también pueden obtenerse pistas sobre los trucos antienvejecimiento de los insectos sociales a partir de varias especies de termitas, criaturas que son esencialmente cucarachas sociales.
Una de las especies de termitas que estudia, la termita de la madera seca Cryptotermes secundusnunca abandona el nido, sino que se refugia en los árboles muertos y se alimenta de la madera desde dentro. Las obreras no tienen que trabajar mucho, y mantienen su capacidad de reproducción, siempre listas para salir a intentar iniciar su propia colonia en otro lugar cuando se acabe la comida.
Korb y sus colegas descubrieron que cuando las obreras son más jóvenes y no se reproducen, los genes implicados en la lucha contra el daño oxidativo son más activos. Pero cuando envejecen y se vuelven reproductivamente maduras, la actividad de tales genes disminuye: La atención se centra ahora en gran medida en la reproducción.
En esta especie, las obreras pueden vivir varios años, mientras que los reyes y las reinas pueden durar una década o más. Pero en la mayoría de las demás especies de termitas, la estructura social es más complicada, y en algunas especies, las obreras son completamente estériles y nunca tendrán la oportunidad de poner huevos propios. Aquí es donde se observan diferencias de vida realmente grandes entre la obrera y la reina.
«Estas obreras suelen vivir sólo unos meses, mientras que los reyes y las reinas son muy longevos», dice Korb. En Macrotermes bellicosusla mayor especie de termita conocida, las reinas pueden vivir más de 20 años.
Sólo cuando los miembros de la colonia pierden toda esperanza de tener alguna vez su propia descendencia, parece que «Larga vida a la reina» se convierte realmente en el credo de la colonia.
Para tratar de saber más sobre lo que permite la larga vida de las reinas en los insectos sociales, un equipo de investigadores, entre los que se encontraban Korb, Libbrecht y Flatt, decidió comparar los niveles de actividad de varios genes en termitas, hormigas y abejas, dos especies de cada una. En total, estudiaron 157 individuos, incluyendo insectos de diferentes edades y castas.
Como era de esperar, el equipo descubrió que los genes que se sabe que desempeñan un papel crucial en la reproducción mostraban patrones de actividad diferentes en las reinas que en las obreras estériles. Algunos de estos genes, que llevan instrucciones para fabricar proteínas llamadas vitelogeninas, estaban activos en las reinas de todas las especies.
La función principal de las vitelogeninas es apoyar la producción de yema para los huevos. Pero algunos científicos sospechan que las vitelogeninas pueden hacer algo más que eso: Al menos en las abejas, la investigación ha descubierto que las vitelogeninas también funcionan como antioxidantes. Si las vitelogeninas hacen lo mismo en otros insectos sociales, podrían contribuir a la resistencia de las reinas a la oxidación.
El equipo también encontró diferencias en la actividad de los genes implicados en la prevención del daño oxidativo o en la reparación de dicho daño, entre las reinas y las obreras que ponen huevos en comparación con las obreras estériles. Pero los genes precisos implicados diferían mucho de una especie a otra. Al parecer, cada especie ha evolucionado su propia manera de mantener vivas a sus reinas durante más tiempo, dice Korb, que dirigió el estudio.
La página webLos científicos también comprobaron la red de genes sensores de nutrientes que pueden aumentar la vida útil cuando se manipulan en las moscas de la fruta y no encontraron patrones obvios entre las edades y las castas. Pero sí encontraron algo más: diferencias en la actividad de los genes implicados en la producción y los efectos de una sustancia llamada hormona juvenil, una molécula que interviene en la reorganización del cuerpo de la mayoría de los insectos que maduran.
Los científicos especulan que la misma hormona que permite a los insectos convertirse en adultos también puede ayudarles a retrasar el envejecimiento. Pero, de nuevo, la forma precisa en que estos genes relacionados con las hormonas juveniles se sintonizaban hacia arriba o hacia abajo variaba de una especie a otra.
Para Korb, esta variedad algo desconcertante entre las especies revela una importante lección sobre la naturaleza del envejecimiento: No hay un botón o interruptor que permita a una especie invertir más, o menos, en el mantenimiento o la reproducción, sino todo un tablero de mandos que está configurado de forma ligeramente diferente en cada especie.
«El equilibrio entre la duración de la vida y la reproducción no está claramente programado, sino que es mucho más flexible de lo que se pensaba», afirma. «Las especies han desarrollado diferentes soluciones», dependiendo de sus propios entornos sociales y naturales.
Y aunque evidentemente es útil conocer a fondo algunas especies, estos hallazgos son también una advertencia para no dar por sentado que una o dos criaturas estudiadas intensamente -como la famosa mosca de la fruta Drosophila melanogaster-puede enseñarnos todo, dice Flatt. «Hay una tremenda diversidad por descubrir ahí fuera que aún desconocemos».
