La heterocromatina constitutiva corresponde a un material cromatínico presente en ambos miembros de un par de cromosomas homólogos. En la mayor parte de los casos se ubicaen la región próxima al centrómero o bien en los telómeros. La heterocromatina constitutiva ha sido utilizada corrientemente como un marcador para identificar especies o bienpara estudiarcambios cromosómicos durante el proceso evolutivo tales como fusiones y disociaciones céntricas, inversiones y translocaciones. En diferentes especies de insectos de las familias Reduviidae y Tephritidae,se ha demostrado que los pares de cromosomas homólogos pueden diferiren el número y localización de las bandas heterocromáticas y también en la cantidad de heterocromatina en una región determinada. (Solferini y Morgante, 1987; Bamai et.al, 2000, Perez et. Al. 2004).El rol de la heterocromatinacomo agente facilitador de los reareglos cromosómicos (Darlington, 1962), y en el origen de las mutaciones sistémicas (Goldschmidt, 1943) han sido muy poco considerado. Sin embargo los sectores heterocromáticos, donde se ubican secuencias repetidas, poseen una función importanteen la regulación génica, organización cromosómicay diferenciación celular ( Frías, 2004a). El objetivo de este proyecto fue analizar el rol de la heterocromatina constitutiva en especies de los géneros Mepraiay Rhagoletis y analizar los cambios morfológicos en adultos y estados inmaduros.Las especies de estos dos géneros de insectos difieren en su metamorfosis y enla estructura cromosómica en lo referente a la posición del centrómero, las especies de Rhagoletis, como ocurre en otrosdípteros, poseen centrómeros localizados, en cambio las especies de Mepraia poseencromosomas holocéntricos con centrómeros difusos, de manera similar a las otrasespecies de Reduviidae. Desde ese punto de vista, resulta interesante comparar las variaciones heterocromáticas en especies pertenecientes a familias tan distantes filogenéticamente, a fin de comprender mejor los factores genéticos involucrados en el proceso de evolución orgánica. El objetivo de este estudio es comparar los patrones intraespecíficosde heterocromatina constitutiva en especies de distribución chilena de los géneros Rhagoletis (Díptera: Tephritidae) y Mepraia ( Hemíptera: Reduviidae), con el fin de analizar el rol que este material genético posee en la formación de nuevas especies.

MATERIALES Y METODOS

En el género Rhagoletis se estudio a través del bandeo C las variaciones heterocromáticas en las especies R.nova, R.brncici y R.conversa, que desarrollan sus ciclos de vida en Solanum muricatum, S.nigrum y S.tomatillo respectivamente. En el género Mepraia se estudiaron los patrones heterocromáticos en M. spinolai y M. gajardoia lo largo de su distribución geográfica. Ambas especies se diferencias en sus nichos tróficos y distribución. M.spinolai se alimenta de pequeños mamíferos silvestres y animales domésticos en el peridomicilio entre la III Región a la Región Metropolitana. Esta especie se encuentra además ocasionalmente al interior de las casas en las zonas rurales. M. gajardoi se distribuye exclusivamente en la zona costera del desierto de Atacama alimentándose de aves marinas y lagartos. Las placas mitóticas y meióticas fueron sometidas al método de bandeo C con hidróxido de bario descrito por Sumner (1972) y modificado por Frías y Atria (1998). La frecuencia de cada tipo de cromosomas fue determinada de acuerdo a la ley de Hardy- Weinberg.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Variación heterocromática en las especies de Rhagoletis

Las tres especies de Rhagoletis estudiadas son polimórficas para sus patrones heterocromáticos. Todos sus autosomas presentan variaciones, detectándose en algunos autosomasla presencia de una sola banda heterocromàtica, dos bandas heterocromáticas o bien ausencia de heterocromatina pericentromérica. Cada una de esas especie es posible identificarlas por la frecuencia de cada patrón heterocromático, de acuerdo a Hardy-Weinberg. Se concluye que las variaciones en la heterocromatina podrían deberse a duplicaciones por crossing- over desigualquehabría ocurrido no sólo en la meiósis sino también durante la mitosis. Además, R. nova R.conversa y R. brncici, se diferencian en la longitud y cantidad de heterocromatina de sus cromosomas sexuales, especialmente el cromosoma X. Estas variaciones heterocromáticas en los cromosomas sexuales, permiten identificar a cada una de las especies estudiadas junto a las variaciones heterocromáticasde los autosomas y a las variaciones morfológicasdetectadas en las larvas de estas especies (Frías, 2004b; Frías, et. al. manuscrito).

Variación heterocromática en las especies de Mepraia

Mepraiaspinolai presenta heterocromatinaconstitutiva en las regiones teloméricas de todos los autosomas y en uno de los cromosomas X. Esta especie presenta un mecanismo de determinación del sexo X1X2 Y1Y2. En algunos individuos se detectó un polimorfismo para el número del cromosoma Y. Este cromosoma sexual, es fácil de detectar debido a que aparece mucho más teñido que el resto de los cromosomas, vale decir es C-positivo. Durante la profase I de la meiosis es posible distinguir un aparato cromocéntrico ocromocentro, formado por los cromosomas sexuales y los telómeros C-positivos de los autosomas. En M.gajardoi en cambio no se detectó heterocromatina constitutiva pericentromérica y tampoco se detectó un aparato cromocéntrico. El mecanismo de determinación del sexo, en esta última especie, es también X1X2Y, pero, a diferencia de M. spinolai, cromosoma Y que también eses C-positivo, es de una longitud aproximadamente el doblede aquellos cromosomas Y detectados enM. spinolai. Se concluye que la presencia, en algunos individuos machos de M. spinolai que presentan dos cromosomas Y, se habrían originado a partir de una fractura del cromosoma Y de su especie ancestral, M.gajardoi.

En poblaciones de M. gajardoi provenientes de la II Región, se detectóla presencia de heterocromatina constitutiva en todos los autosomas. Al efectuar cruzamientos entre M. spinolai y M.gajardoi se detectó un aislamiento reproductivo postcopulatorio, sin embargo en los escasos híbridos estériles obtenidos se detectó una dominancia genómica para la heterocromatinización, lo que sugiere que los cambios heterocromáticos estarían bajo control genético.Una heterocromatinización similar se detectó en una población de la Isla Pan de Azúcar en la III región. Los machos de esta última población poseen un cromosoma Y de una longitud similar a M. gajardoi, sin embargo los adultosdifieren de esta última especie en su morfología, lo que sugiere que no existe en la actualidad flujo genético entre ellas. La población de la isla podría corresponder a una nueva especieo bien a una subespecie que se habría aislado durante las desglaciaciones en el Pleistoceno, hace aproximadamente unos 10.000 años( Frías et. Al. manuscrito en preparación).

CONCLUSIONES

Tanto en las especies de Rhagoletis como en aquellas del género Mepraia , los cambios heterocromáticos tanto en los autosomas como en los cromosomas sexuales se relacionancon el proceso de especiación al modificarse el aparato cromocéntrico durante la meiosis.La importancia de los cromocentros en la arquitectura nuclear se ha confirmado también en Drosophila ( Stegnii, 1996), dando orígen a modificaciones en los sistemas genéticos, trascendentes en el proceso de formación de nuevas especies. La heterocromatina constitutivaademás juega un rol muy importante en el ámbito de los genesespecíficamente en la acción génica por efecto de posición , en la replicación del ADN y en la regulación de la transcripción. A nivel de los cromosomas, las porciones heterocromáticas poseen una función muy importante en la estabilización de los telómeros y los centrómeros, durante la división celular, disyunción cromosómica, crossing-over,formación de los quiasmas y reordenamientos cromosómicos. Además se ha descrito que las porciones heterocromáticas poseen un rol importante en la diferenciación celular durante el desarrollo ( Frías 2004a para una revisión), por lo tanto además de la modificación del aparato cromocéntrico y el polimorfismo detectado, los cambios heterocromáticos en las especies en estudio, tanto en el género Rhagoletis como en aquellas del género Mepraia probablemente también juegue un rol importante en los procesos epigenéticosontogenéticos. Los estudios de la heterocromatina constitutiva ayudan a una mejor comprensión del proceso de formación de nuevas especies.

BIBLIOGRAFÍA

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