Dos investigaciones publicadas recientemente por cient\u00edficos de la Universidad de Costa Rica (UCR) y la Organizaci\u00f3n de Estudios Tropicales (OET) demuestran el potencial de las bacterias asociadas con insectos para generar productos que beneficien a la sociedad, como nuevos antibi\u00f3ticos y enzimas con aplicaciones biotecnol\u00f3gicas.<\/p>\n
El primero de ellos fue coordinado por el M.Sc. Bernal Matarrita Carranza, de la Organizaci\u00f3n de Estudios Tropicales, quien desarroll\u00f3 el proyecto \u201cExploraci\u00f3n de nuevas asociaciones entre insectos sociales y actinomicetes en Costa Rica\u201d, como parte de su tesis de maestr\u00eda en Microbiolog\u00eda de la Universidad de Costa Rica.<\/p>\n
El segundo, que tambi\u00e9n es parte de la Maestr\u00eda en Microbiolog\u00eda, se denomina \u201cDegradaci\u00f3n de celulosa en el jard\u00edn f\u00fangico de hormigas zompopas y vehiculaci\u00f3n vertical de microorganismos asociados\u201d; este fue desarrollado por el M.Sc. Rolando Daniel Moreira Soto, profesor e investigador de la Facultad de Microbiolog\u00eda e investigador del Centro de Investigaci\u00f3n en Enfermedades Tropicales (CIET).<\/p>\n
Estas investigaciones contaron con el apoyo y participaci\u00f3n del Dr Cameron Currie de la Universidad de Wisconsin, Estados Unidos de Am\u00e9rica.<\/p>\n
El Dr. Adri\u00e1n Pinto Tomas, catedr\u00e1tico, Departamento de Bioqu\u00edmica de la Escuela de Medicina e investigador del Centro de Investigaci\u00f3n en Estructuras Microsc\u00f3picas (CIEMIC), quien fungi\u00f3 como director de ambas tesis de posgrado, resalt\u00f3 la importancia que tienen estos proyectos de investigaci\u00f3n.<\/p>\n
Seg\u00fan el experto, los estudios pueden confirmar el enorme potencial de las bacterias asociadas a insectos caracter\u00edsticos de la biodiversidad costarricense para resolver problemas que aquejan a la sociedad, como la carencia de nuevos antibi\u00f3ticos y de estrategias eficientes para convertir los desechos vegetales en energ\u00eda.<\/p>\n
Los insectos himen\u00f3pteros, entre los que se encuentran las hormigas, abejas y avispas, son muy susceptibles a infecciones causadas por hongos, por lo que estos han debido crear mecanismos de defensa efectivos contra pat\u00f3genos.<\/p>\n
Como parte de esos mecanismos se ha demostrado la existencia de asociaciones simbi\u00f3ticas entre estos insectos y unas bacterias denominadas actinomicetes, los cuales producen antibi\u00f3ticos naturalmente.<\/p>\n
En este tipo de asociaciones, las bacterias producen metabolitos secundarios con propiedades antimicrobianas que protegen a su hospedero (tanto a los insectos adultos como larvas y pupas), o bien a las fuentes de alimento que almacenan en sus nidos, como la miel de las abejas.<\/p>\n
Antes se cre\u00eda que las zompopas eran los \u00fanicos insectos que obten\u00edan antibi\u00f3ticos de bacterias simbiontes, pero este trabajo demuestra que otras especies de hormigas, abejas y avispas tambi\u00e9n emplean este recurso.<\/p>\n
En ese sentido, el M.Sc. Matarrita y su grupo de investigaci\u00f3n estudiaron nuevas relaciones entre actinomicetes y 29 especies diferentes de insectos himen\u00f3pteros en la Estaci\u00f3n Biol\u00f3gica la Selva de la OET y lugares aleda\u00f1os, en el cant\u00f3n de Sarapiqu\u00ed, Heredia.<\/p>\n
Los investigadores obtuvieron 150 aislamientos de actinomicetes, la mayor\u00eda de ellos del g\u00e9nero Streptomyces. Adem\u00e1s, fueron capaces de aislar en cultivo puro siete hongos entomopat\u00f3genos pertenecientes a las familias Ophiocordycipitaceae o Cordycipitaceae, algunos de los cuales son enemigos naturales de los insectos estudiados.<\/p>\n
Entre ellos se destaca el par\u00e1sito que convierte a las hormigas bala (Paraponera clavata) en una especia de zombi, manipul\u00e1ndolas para que abandonen el nido y busquen un lugar elevado para morir, de manera que el par\u00e1sito pueda salir de sus cuerpos para liberar esporas que infecten a m\u00e1s hormigas.<\/p>\n
Posteriormente se realizaron bioensayos cruzados in vitro entre los actinomicetes y los hongos par\u00e1sitos de insectos, lo cual permiti\u00f3 identificar la presencia de actividad inhibitoria contra algunos de ellos.<\/p>\n
Los resultados obtenidos aportan evidencia cient\u00edfica sobre nuevas asociaciones defensivas entre actinomicetes e insectos, sociales que a su vez, representan fuentes naturales de sustancias antimicrobianas y enzim\u00e1ticas con gran potencial para aplicaciones m\u00e9dicas y biotecnol\u00f3gicas.<\/p>\n
\u201cNosotros sabemos que hay sustancias antif\u00fangicas que inhiben el crecimiento de hongos, pero a\u00fan falta saber cu\u00e1l es la estructura qu\u00edmica de esas sustancias para ver si es algo nuevo y si es as\u00ed, si puede aplicarse para efectos medicinales. Pero todo esto lleva m\u00e1s investigaci\u00f3n\u201d, manifest\u00f3 el M.Sc. Matarrita.<\/p>\n
Por su parte, el M.Sc. Moreira y su grupo de investigaci\u00f3n estudiaron la funci\u00f3n que cumplen diferentes tipos de bacterias que se encuentran en los nidos de las hormigas zompopas Atta y Acromyrmex, provenientes de diferentes partes del pa\u00eds, en la degradaci\u00f3n de la materia vegetal.<\/p>\n
Las hormigas zompopas cortan y acarrean hojas frescas y otros materiales vegetales para cultivar un hongo (Leucoagaricus gongylophorus) que les sirve de alimento en las c\u00e1maras subterr\u00e1neas de las colonias. Esta estructura, llamada jard\u00edn f\u00fangico, tambi\u00e9n sirve de refugio para las hormigas y sus larvas.<\/p>\n
Las colonias de hormigas procesan gran cantidad de material vegetal. Cada colonia consume la misma cantidad de alimento que una vaca. Investigaciones recientes han demostrado que los jardines f\u00fangicos est\u00e1n colonizados por bacterias simbi\u00f3ticas que contribuyen con los procesos de fijaci\u00f3n de nitr\u00f3geno y se ha descrito su posible implicaci\u00f3n en la degradaci\u00f3n de biomasa vegetal.<\/p>\n
En este trabajo, los investigadores de la UCR utilizaron una combinaci\u00f3n de diversas t\u00e9cnicas, incluyendo microscop\u00eda electr\u00f3nica, confocal, cultivos microbianos y estudios de \u00e1cido desoxirribonucleico (ADN), para investigar el proceso de degradaci\u00f3n de celulosa en los jardines f\u00fangicos y el posible papel de las bacterias simbi\u00f3ticas en el proceso.<\/p>\n
El investigador a cargo del estudio dijo que lo que m\u00e1s abunda en las plantas es la celulosa (constituida por cadena de az\u00facares unidos), pero es una mol\u00e9cula dif\u00edcil de descomponer porque tiene un tipo de enlace que dificulta la degradaci\u00f3n.<\/p>\n
La investigaci\u00f3n logr\u00f3 determinar que las paredes celulares vegetales est\u00e1n visiblemente degradadas en ciertas regiones de la secci\u00f3n inferior del jard\u00edn f\u00fangico, donde las bacterias son m\u00e1s abundantes.<\/p>\n
Esta es una contribuci\u00f3n importante porque se pensaba que el hongo simbionte era incapaz de degradar la celulosa, limit\u00e1ndose a penetrar el tejido vegetal a trav\u00e9s de los cortes que las hormigas hacen con sus mand\u00edbulas.<\/p>\n
Sin embargo, la nueva evidencia demuestra que s\u00ed hay degradaci\u00f3n y adem\u00e1s que las bacterias asociadas a las hormigas contribuyen en el proceso.<\/p>\n
Gracias a su habilidad de cultivar su propio alimento, las colonias de zompopas pueden albergar varios millones de hormigas trabajadoras, pero solamente una, la reina, es capaz de poner huevos f\u00e9rtiles para generar nuevos insectos.<\/p>\n
Seg\u00fan explic\u00f3 Moreira, en determinado per\u00edodo del a\u00f1o las nuevas hormigas reinas (en este caso aladas) propagan este hongo tomando un peque\u00f1o fragmento del jard\u00edn f\u00fangico de su colonia parental, y lo utilizan para iniciar una nueva colonia en otro lugar.<\/p>\n
De acuerdo con los investigadores, en este fragmento, que mide menos de 1mm de di\u00e1metro y es la semilla para alimentar a millones de hormigas, hay m\u00e1s de un mill\u00f3n de bacterias por cada gramo de hongo.<\/p>\n
Los investigadores (as) obtuvieron evidencia de que los fragmentos del jard\u00edn f\u00fangico llevados por las hormigas reinas v\u00edrgenes se encuentran colonizados por una comunidad de bacterias que se asemeja a las principales especies encontradas en los jardines f\u00fangicos maduros, lo que muestra que estas bacterias son importantes para la degradaci\u00f3n de las hojas y el funcionamiento de la colonia de las hormigas zompopas.<\/p>\n
De acuerdo con el investigador, estos resultados sugieren que las bacterias ben\u00e9ficas del jard\u00edn probablemente son transmitidas por las nuevas reinas a las siguientes generaciones de hormigas.<\/p>\n
El investigador explic\u00f3 que una de las preocupaciones que ten\u00edan en mente cuando plantearon el proyecto, hace cinco a\u00f1os, era la generaci\u00f3n de energ\u00eda a partir de material vegetal.<\/p>\n
Los materiales vegetales tienen celulosa y en nuestro pa\u00eds estos son muy abundantes en la agricultura y no siempre se aprovechan. La idea era buscar una forma de degradar ese material de forma r\u00e1pida, eficiente y econ\u00f3mica para producir biocombustibles.<\/p>\n
\u201cSi uno realmente quiere llegar a una aplicaci\u00f3n industrial de esto, tiene que analizar las bacterias en cuanto a eficiencia en la ruptura de celulosa, buscar si hay bacterias que lo hacen con suficiente eficiencia para utilizarla en procesos industriales. Si se encuentra habr\u00eda que sacarla y cultivarla en bioreactores para llevarla a procesos industriales\u201d, explic\u00f3 el experto.<\/p>\n
Fuente:<\/strong> UCR\/DICYT<\/p>\n \n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Dos investigaciones publicadas recientemente por cient\u00edficos de la Universidad de Costa Rica (UCR) y la Organizaci\u00f3n de Estudios Tropicales (OET) demuestran el potencial de las bacterias asociadas con insectos para generar productos que beneficien a la sociedad, como nuevos antibi\u00f3ticos y enzimas con aplicaciones biotecnol\u00f3gicas.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":8099,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[56],"tags":[],"class_list":["post-8098","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia"],"yoast_head":"\n