Cuando Lagria los escarabajos, un género de insectos peludos de color bronce que viven en las plantas de soya, ponen huevos, los protegen con un jugo especial. Un conjunto de glándulas junto a los órganos reproductivos de la madre manchan la nidada con bacterias simbióticas. A medida que crecen los huevos, las bacterias beneficiosas producen sustancias químicas que combaten el moho y otros microbios dañinos, como un crema antimicótica casera.
Cuando esos bebés se conviertan en larvas, llevarán la bacteria con ellos por el resto de sus vidas, y las hembras las pasarán a sus propios huevos. Pero los escarabajos Lagria pasan por una metamorfosis: desaparecerán en una pupa y emergerán con un cuerpo completamente nuevo. Entonces, ¿cómo se aferran a sus compañeros bacterianos durante la transformación? Según un estudio publicado esta semana en el diario Fronteras en fisiología
Muchos insectos dependen de los microbios para defenderse o incluso para regular su comportamiento. Y así han desarrollado repetidamente herramientas para llevar a esos socios a lo largo de la vida. “Hay muchas estructuras únicas [for carr ying symbionts]”, dice Rebekka Janke, autora principal del estudio y estudiante de doctorado en ecología en la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz en Alemania. Una especie de avispa depredadora, llamada beewolf, inocula a su descendencia con bacterias almacenadas en sus antenas . Los gorgojos enrolladores de hojas meten bacterias en una bolsa en su vientre. “Pero esto siempre es en la etapa adulta”, dice Janke. En otros insectos, las larvas incluso esconden sus bacterias en el medio ambiente y las vuelven a recoger más tarde como adultos. “Pero los escarabajos de Lagria no necesitan refugio ni ningún lugar donde almacenarlos. Siempre los tienen con ellos”.
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“Es un gran ejemplo de cómo los anfitriones innovan para apoyar a sus socios microbianos”, dice Tobin Hammer, quien investiga simbiosis en la Universidad de California en Irvine y no participó en el artículo. “Los simbiontes como estos pueden brindar servicios útiles a los anfitriones, pero también tienden a ser frágiles”.
El estudio de la bacteria del escarabajo Lagria, llamada Burkholderia, es particularmente desafiante, porque los investigadores no han podido cultivar la bacteria en el laboratorio. “Mi supervisor trató de cultivar [the symbiont], traté de cultivarlo, y luego otros dos estudiantes intentaron cultivarlo, y tenemos otro doctorado. quién lo está intentando ahora”, dice Janke. Entonces, en cambio, colocaron cuentas microscópicas y brillantes en los bolsillos que podían observar durante todo el ciclo de vida del insecto.
Cuando llega el momento de pasar por la metamorfosis, las larvas del escarabajo Lagria se esconden en la hojarasca debajo de las plantas de soja. Durante unos seis días, “simplemente están tirados y todavía relativamente blanquecinos”, dice Janke. “No tienen un capullo, es solo una cosita blanda”. En el interior, están creciendo piernas, genitales y alas. Pero a medida que ocurre esa transformación, los bolsillos permanecen en su lugar en el exterior de la pupa, protegiendo a los socios bacterianos. Cuando los escarabajos adultos están completamente formados, la parte posterior de la pupa se abre, justo a lo largo de la línea que lleva la bacteria. “Los escarabajos luego se arrastran y los simbiontes se transfieren por todo el cuerpo”.
Janke dice que no está claro cómo las bacterias, que no tienen una forma obvia de moverse por sí mismas, terminan colonizando las glándulas de la hembra adulta. Pero el hecho de que los microbios sean tan inmóviles y tan difíciles de criar en cualquier lugar que no sea dentro de un escarabajo sugiere que, si bien los escarabajos han moldeado su cuerpo para transportar bacterias, estos diminutos compañeros se están volviendo totalmente dependientes del hábitat que proporciona el escarabajo. “El experimento de los autores con perlas de látex muestra hasta qué punto el anfitrión está a cargo de dónde y cuándo van los simbiontes”, señala Hammer.
Otros tipos similares de bacterias no están tan especializados. Janke dice que el equipo ha logrado cultivar una cepa relacionada que a veces aparece en los escarabajos, pero que se encuentra más comúnmente como patógeno en las propias plantas de soja. Y Janke dice que es posible que los escarabajos adultos también estén captando algunos simbiontes mientras comen. “También sería interesante saber si los bolsillos tienen costos ecológicos”, señala Hammer. “Por ejemplo, en la naturaleza, tal vez puedan ser secuestrados por parásitos o patógenos para promover su propia transmisión”.
Tal vez así fue como evolucionó la asociación en primer lugar: después de codearse mientras comían plantas de soya, los escarabajos pueden haber adoptado un perro guardián, mientras que la bacteria viajó de planta en planta. A pesar de todo lo que puede hacer un insecto para proteger a sus bacterias, dice Janke, “cómo el simbionte se beneficia del huésped siempre es un poco confuso”.