Diversificación de dietas de las termitas fue posible gracias a modificaciones del genoma

Estudio cambia la comprensión sobre la evolución de estos insectos al revelar que la divergencia evolutiva ocurrió antes que la ecológica y posibilitó que se alimentaran tanto de madera como de suelo; futuros descubrimientos pueden aplicarse en la producción de biocombustibles

Por André Julião  |  Agência FAPESP – No siempre son las condiciones ecológicas las que determinan los genes, sino que son estos los que permiten que un mismo grupo de animales ocupe nichos tan distintos como los troncos de los árboles y el subsuelo. Así lo demuestra el mayor estudio de secuenciación de genomas de termitas, que analizó 47 especies de insectos y cuyos primeros resultados fueron publicados en la revista Nature Communications.

Los análisis señalaron que hubo una expansión de los genomas incluso antes de que el grupo se dividiera entre los que se alimentan de madera y los que se alimentan de suelo. Fue la incorporación de nuevos genes y de elementos transponibles —secuencias de ADN que pueden cambiar de posición en el genoma y ejercer distintas funciones— lo que permitió que, posteriormente, las termitas adoptaran hábitos alimentarios tan diferentes.

“La divergencia evolutiva ocurrió antes que la ecológica. Cuando comenzaron a explorar los ambientes, las termitas contaban con un marco genético bastante amplio, con muchos genes responsables de la digestión de carbohidratos complejos, como la celulosa y la hemicelulosa”, explica Ives Haifig, profesor del Centro de Ciencias Naturales y Humanas de la Universidad Federal del ABC (CCNH-UFABC), en Santo André (estado de São Paulo, Brasil), único coautor brasileño del estudio.

El investigador coordina el proyecto “Consecuencias de la pérdida de los soldados en la inmunidad social en termitas (Isoptera: Termitidae)”, apoyado por la FAPESP.

La capacidad de digerir celulosa, hemicelulosa y lignina es una de las razones que hacen que las termitas resulten interesantes desde el punto de vista biotecnológico. Futuros descubrimientos podrían aplicarse, por ejemplo, en la producción de biocombustibles.

Haifig explica que el trabajo, el primero de una serie sobre el genoma de las termitas, tiene como principal objetivo proporcionar las herramientas necesarias para análisis más profundos. En los próximos estudios, el grupo analizará cómo el genoma se relaciona con aspectos como el comportamiento social y la inmunidad, entre otros.

“Hasta entonces, solo se contaba con genomas basados en secuencias cortas de nueve especies de termitas. En este trabajo realizamos la secuenciación de largos fragmentos del genoma de 45 especies, representativas de cerca del 80 % de la diversidad actual de familias de termitas —que cuenta con 3.000 especies descritas—, además de dos especies de cucarachas, los parientes más cercanos de las termitas”, relata Haifig.

Caja de herramientas

El investigador recuerda que el genoma en sí no revela las funciones específicas de los genes, sino su potencial genético. Para saber cómo actúan esos genes, es necesario realizar estudios de transcriptómica, que indican qué está siendo transcrito por los genes, además de experimentos funcionales. “Es como si ahora tuviéramos una caja completa de herramientas, mientras que antes solo teníamos una o dos”, define el investigador.

En los últimos años, su grupo ha llevado a cabo estudios de este tipo para comprender la inmunidad social de las termitas, es decir, la capacidad de los insectos sociales para proteger sus colonias de patógenos, característica que también comparten las hormigas (lea más en: agencia.fapesp.br/54215).

Una de las especies estudiadas en el laboratorio de Haifig es la Anoplotermes pacificus, cuyo genoma fue secuenciado para el estudio publicado ahora. “Es una especie particularmente interesante porque no presenta la casta de soldados, ampliamente conocidos por realizar la defensa de la colonia. Los datos genómicos de este estudio nos indican lo que es posible, y los experimentos que realizamos nos dicen lo que de hecho ocurre”, explica.

Las termitas aparecen en el registro fósil en el Cretácico Inferior, hace aproximadamente 130 millones de años. La mayor diversidad se encuentra en la familia Termitidae, originada en el Eoceno, alrededor de 50 millones de años atrás, y que se diversificó hace cerca de 30 millones de años. Esta familia representa cerca del 80 % de las especies de termitas existentes en la actualidad y, por ello, es el foco de la mayoría de los estudios.

Mientras que otras 12 familias se alimentan básicamente de madera, con la ayuda de protozoos que viven en su sistema digestivo, los Termitidae que perdieron sus simbiontes flagelados se alimentan de diversos tipos de materia orgánica a lo largo del gradiente de descomposición: además de madera, pequeños organismos que viven en ella (microepífitas), madera en descomposición, humus, suelo e incluso hongos.

“Al demostrar que la expansión del genoma ocurrió antes de la diversificación de los hábitos alimentarios, el estudio modifica la forma de comprender la evolución de las termitas. Más que responder a una cuestión específica, el trabajo inaugura una nueva etapa de investigaciones sobre estos insectos, al poner a disposición genomas de alta calidad que servirán de base para futuras investigaciones sobre comportamiento social, inmunidad y adaptaciones ecológicas responsables del éxito evolutivo del grupo”, concluye el investigador.

El artículo Unravelling the evolution of wood-feeding in termites with 47 high-resolution genome assemblies puede leerse en: nature.com/articles/s41467-025-65969-5.