Molecular evolution of aphids and their primary (buchnera sp) and secondary endosymbionts: implications for the role of symbiosis in insect evolution

RESUMEN

Los pulgones mantienen una asociación endosimbiótica obligada con Buchnera sp., una bacteria estrechamente relacionada con Escherichia coli. La bacteria se encuentra alojada en estructuras celulares llamadas bacteriomas en el hemocele de los pulgones, y son maternalmente transmitidas. Los estudios filogenéticos indican que la asociación tuvo un único origen hace aproximadamente 200-250 millones de años, y desde entonces hospedero y endosimbionte han evolucionado en paralelo. Sin embargo, el patrón de ramificación en la familia de los áfidos no ha sido resuelto, lo cual impide la evaluación de, por ejemplo, el papel de la transferencia horizontal de genes en la evolución temprana de Buchnera. El papel principal de Buchnera en esta asociación es la biosíntesis y aprovisionamiento de aminoácidos esenciales a su áfido hospedero. Esta afirmación está apoyada por estudios fisiológicos, metabólicos y recientemente por estudios genéticos. Las transformaciones genéticas experimentadas por Buchnera en su adaptación a la vida endosimbiótica son variadas. Entre ellas, la reducción de su genoma comparando con bacterias de vida libre, el incremento en A+T, tasas de evolución diferentes, incremento relativo de las tasas de substitución no sinónimas y la amplificación génica mediada por plásmidos. Pero la endosimbiosis es un proceso activo en los insectos, como se puede comprobar por el estado intermedio de los endosimbiontes secundarios, los cuales presentan valores intermedios de las características anteriormente citadas en comparación con las bacterias de vida libre y Buchnera