Microbios diminutos, gran impacto: La conexión con los insectos

Los microbios, especialmente las bacterias, tienen una relación divertida y complicada con los insectos. Pueden vivir dentro de ellos, ayudándolos a sobrevivir de maneras bastante asombrosas. Algunos microbios son tan importantes que los insectos no pueden vivir sin ellos, mientras que otros pueden ser útiles pero no son estrictamente necesarios para la supervivencia. Vamos a desglosar este mundo tiny.

#Tipos de Relaciones Simbióticas

1. Simbiontes Obligatorias: Estos son los imprescindibles. Los insectos dependen de estos microbios para sobrevivir. Suelen vivir en células u órganos específicos y se transmiten de padres a hijos de forma bastante fiable. Sus genomas son a menudo pequeños, lo que los hace difíciles de cultivar en un laboratorio.

2. Simbiontes Facultativos: Estos son los amigos flexibles del mundo microbiano. Los insectos pueden vivir sin ellos, pero aún así pueden ofrecer beneficios útiles. Por ejemplo, algunos simbiontes facultativos pueden ayudar a proteger a los insectos de los depredadores. Sin embargo, también pueden traer algunos inconvenientes, como un costo general de fitness.

#Pulgones de Guisante y Sus Amigos Microbianos

Los pulgones de guisante son un gran ejemplo de insectos que albergan ambos tipos de microbios. Tienen su microbio obligatorio, Buchnera aphidicola, que les ayuda a hacer aminoácidos esenciales que faltan en su dieta. Sin Buchnera, los pulgones tendrían problemas para sobrevivir.

Por otro lado, los simbiontes facultativos como Hamiltonella defensa, Regiella insecticola y Serratia symbiotica añaden una capa más compleja. Algunas cepas de Serratia symbiotica pueden ayudar a los pulgones a lidiar con el calor o a defenderse de los depredadores. Otras, sin embargo, son más parecidas a los simbiontes obligatorios, ya que establecen una relación crucial para la supervivencia.

#Cepas Culturables de Serratia Symbiotica

Recientemente, los científicos han podido cultivar algunas cepas de Serratia symbiotica de pulgones. Una de esas cepas, CWBI-2.3T (o CWBI para abreviar), se mueve al intestino del pulgón y puede propagarse entre pulgones que se alimentan de la misma planta. Esta cepa tiene un genoma que está entre otras cepas, con algunas características únicas.

Cuando introduces CWBI en pulgones, puede transmitirse a la siguiente generación a través de los huevos, al igual que los simbiontes obligatorios. Sin embargo, CWBI tiene problemas para establecer una transmisión vertical sólida porque los adultos infectados no viven lo suficiente como para pasar la infección. Pero, hey, los científicos creen que CWBI y sus primos podrían estar a punto de convertirse en simbiontes más establecidos si siguen evolucionando.

#De Patógeno a Simbionte

Hay una teoría que dice que estos microbios útiles podrían haber evolucionado de ancestros patógenos. A medida que hacen ajustes para volverse menos dañinos, podrían estar acercándose a su nuevo papel como compañeros beneficiosos para los insectos. Si CWBI pudiera volverse menos dañino, podría hacer su transición.

Un método tradicional para ayudar a los patógenos a volverse más suaves es cultivarlos en un entorno de laboratorio. A veces, a medida que estos microbios se multiplican sin su entorno habitual, pierden su mal carácter. Esto incluso ha llevado al desarrollo de algunas vacunas.

Los científicos han comenzado a ver qué pasa cuando cultivan CWBI en diferentes condiciones. Notaron que a ciertas temperaturas, las bacterias comenzaron a cambiar. Por ejemplo, a una temperatura más baja, los microbios tardaron más en crecer y terminaron con unas cosas pegajosas extrañas en sus cultivos.

Mientras tanto, a temperaturas más altas, estos microbios se comportaron más como la cepa ancestral normal, creciendo rápido y constante. Sin embargo, se vuelve interesante cuando le añades un poco de presión.

#Fago y Supervivencia del Más Fuerte

Durante estos experimentos, ocurrió algo raro: algunas cepas de CWBI comenzaron a reactivar un virus, conocido como fago. Este fago puede atacar y matar bacterias, lo que creó mucho estrés en las poblaciones en crecimiento de CWBI. Las bacterias necesitaban adaptarse rápidamente para sobrevivir.

Algunas de las cepas evolucionadas mostraron señales de resistencia al fago. Estos cambios estaban mayormente en los genes responsables de cubrir la superficie bacteriana, lo que podría prevenir que el fago se aferrara.

Los investigadores encontraron algunas cosas bastante locas al mirar más de cerca. Vieron que ciertas mutaciones probablemente causaron que las bacterias perdieran su capacidad de dañar a los pulgones tanto. De hecho, cuando inyectaron algunas cepas evolucionadas en pulgones, los bichos vivieron más que sus ancestros.

#La Prueba de Virulencia de los Pulgones

Los investigadores tomaron grupos de pulgones de cuarto estadio y los inyectaron con la bacteria ancestral o la evolucionada. ¿El resultado? ¡La ancestral causó una infección rápida y fatal! La mayoría de los pulgones murieron solo unos días después de la inyección, mientras que las cepas evolucionadas permitieron a los pulgones sobrevivir más tiempo.

Una cepa (llamémosla LT-10) fue particularmente buena; hizo que los pulgones vivieran en promedio más de dos días más. Pero una cepa, LT-07, hizo que los pulgones murieran más rápido-lo cual fue una gran sorpresa.

#Lo Que Hemos Aprendido

A medida que los científicos buscan entender cómo estos microbios cambian con el tiempo, encuentran que los elementos de ADN móvil, como transposones y plásmidos, juegan un papel significativo. Estos elementos pueden causar grandes cambios en los genes de las bacterias, llevando a cambios en su comportamiento e interacciones con sus anfitriones insectos.

El objetivo de esta investigación es averiguar cómo estas bacterias podrían pasar de ser patógenos a convertirse en aliados útiles para los insectos. Esto podría cambiar nuestra forma de pensar sobre las relaciones microbianas y podría llevar a descubrimientos importantes en biotecnología y agricultura.

#Pensamientos Finales

Este pequeño mundo de microbios e insectos es una montaña rusa. Cada pequeño microbio tiene un papel que jugar, ya sea como un amigo útil o un invasor molesto. A medida que los investigadores continúan estudiando estas relaciones, están descubriendo historias de supervivencia, adaptación y la búsqueda interminable de equilibrio en la naturaleza. ¿Quién diría que estos pequeños bichos tuvieran un impacto tan grande en sus amigos insectos?