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Bacterias que eliminan compuestos tóxicos de plantas podrían limpiar contaminantes

Están presentes en el tubo digestivo de las mariposas y evitan que éstas se envenenen


Ciertas bacterias presentes en el tubo digestivo de las mariposas degradan los compuestos tóxicos de las plantas ingeridas por éstas, evitando su envenenamiento. Científicos de la Universidad de Valencia han descrito estas comunidades microbianas y creen que podrían aplicarse a la descontaminación controlada de látex y alcaloides. Por Carlos Gómez Abajo.


Carlos Gómez Abajo
Carlos Gómez Abajo, redactor de Tendencias21, es máster en periodismo (El País-UAM), Experto en... Saber más del autor


Ejemplar de 'Hyles euphorbiae' (izquierda) y de Brithys crini. Fuente: UV.
Ejemplar de 'Hyles euphorbiae' (izquierda) y de Brithys crini. Fuente: UV.
Un equipo del Instituto Cavanilles de la Universitat de Valencia ha descrito en el Parque natural de la Albufera diversas comunidades bacterianas que degradan los compuestos tóxicos de las plantas de las cuales se alimentan.

La investigación sobre estos microorganismos presentes en el tubo digestivo de larvas de dos tipos de mariposas se ha publicado en la revista Frontiers in Microbiology, y se puede aplicar a eliminar látex y alcaloides (sustancias orgánicas presentes en la naturaleza que constituyen los principios activos de muchas drogas y tóxicos vegetales comunes) de ambientes contaminados.

El trabajo permite conocer porqué estos insectos pueden alimentarse de plantas que en general resultan tóxicas para los insectos, explica la UV en una nota de prensa.

Las mariposas de los tipos Hyles euphorbiae y Britys crini se alimentan de plantas como el lirio de mar (rico en alcaloides) y las euforbias (ricas en látex), respectivamente, y son los insectos donde se han descrito las comunidades bacterianas.

Es la primera vez que se estudia la microbiota (conjunto de microorganismos que se localizan en determinadas parte del organismo) en el intestino de estos insectos y que se describen bacterias degradadoras de látex y alcaloides asociadas a insectos en la Albufera de Valencia, concretamente en las dunas localizadas entre Pinedo y El Saler.

La investigación ha permitido describir el proceso de destoxificar el látex en el tubo digestivo de las larvas de aquellas mariposas que comen euforbias. En este proceso, se ha destacado el importante papel de una especie bacteriana aparentemente generalista, Enterococcus casseliflavus, que a pesar de ser un habitante común del intestino de muchos insectos, parece ser el responsable de la destoxificación del látex en el tubo digestivo de la mariposa H. euphorbiae.

Las especies generalistas pueden vivir en muchos lugares diferentes, ingerir gran variedad de alimentos y toleran muy diferentes condiciones ambientales. Las especialistas sólo pueden vivir bajo condiciones alimenticias o ambientales muy concretas.

Además, el artículo muestra que las diferentes bacterias detectadas en los intestinos de los dos insectos tienen diferentes mecanismos de destoxificación. Se trata por un lado de la cristalización, y por otra de la degradación directa de los compuestos tóxicos.

El estudio es el fruto de la colaboración entre miembros del grupo de Entomología (Joaquín Baixeras), Genética Evolutiva (Amparo Latorre), y Biotecnología (Cristina Vilanova y Manuel Porcar) del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la UV.

El punto de vista aportado por las investigadoras del Instituto Cavanilles, el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio, centro mixto del CSIC y la Universitat) y la Unidad Mixta de Investigación en Genómica y Salud del Centro Superior de Investigaciones en Salud Pública (de la Generalitat) ensancha las líneas de investigación abiertas disponibles sobre las comunidades microbianas asociadas al intestino de insectos, y particularmente mariposas. Hasta el momento estas vías se han centrado fundamentalmente en especies consideradas como plagas agrícolas o forestales en el mundo.

Relación

“Este trabajo describe y muestra un nuevo caso de relación entre una bacteria –aparentemente generalista– y un insecto especialista. La microbiota analizada en este trabajo, y especialmente E. casseliflavus. puede ser interesante para la comprensión de la ecología de estos insectos especialistas, y también para la industria biotecnológica, con microorganismos y/o enzimas aptos para transformar alcaloides o moléculas de látex que pueden tener aplicaciones en biorremediación”, se destaca en el trabajo científico publicado.

La investigación que ha permitido describir estas comunidades microbianas en el tubo digestivo de larvas de dos tipos de mariposas comenzó con el muestreo de larvas en El Saler, en primavera y en otoño, según el tipo de mariposa; su posterior disección en el laboratorio; y el análisis metagenómico (secuenciación masiva) del contenido intestinal de los insectos.

Investigaciones anteriores del grupo ya habían descrito las comunidades microbianas asociadas a otros insectos relacionados con la degradación de compuestos tóxicos diferentes, como por ejemplo la resina de pino.

Este trabajo ha contado con la colaboración de los Ministerios de Ciencia e Innovación y del de Educación, así como fondos Feder europeos.

Electricidad

Investigadores del Instituto Cavanilles, dirigidos por Porcar, han creado también un sistema para aprovechar la energía que se produce en procesos bacterianos exotérmicos (que desprenden calor al oxidar la materia orgánica) para generar electricidad. Por ejemplo, permitiría aprovechar el calor de las fermentaciones alcohólicas.

Se basa en el efecto termoeléctrico, que consiste en la conversión directa de la diferencia de temperatura a voltaje eléctrico y viceversa. En concreto, se aprovecha la diferencia de temperatura entre el cultivo microbiano, que está caliente, y un líquido refrigerante, o bien simplemente el ambiente.

La Universidad de Valencia pertenece al ecosistema de innovación Global ImasT, del grupo eGauss, que celebrará su evento anual el 23 de noviembre en varias sedes de toda España, entre ellas la UV.

Referencia bibliográfica:

C. Vilanova, J. Baixeras, A. Latorre y M. Porcar: The Generalist Inside the Specialist: Gut Bacterial Communities of Two Insect Species Feeding on Toxic Plants Are Dominated by 'Enterococcus sp.'. Front. Microbiol. (2016). doi: 10.3389/fmicb.2016.01005

Viernes, 23 de Septiembre 2016
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