Desvelan el arsenal químico y biológico que usa uno de los peores insectos plaga de EEUU

Fuente: El Mundo.

Que ciertos insectos atacan a los árboles y se convierten en plagas es algo conocido por cualquier campesino. Algunos escarabajos, por ejemplo, taladran la corteza y se alimentan de la parte interior del tronco, matando a los árboles. Lo que no es tan sabido es que algunos de esos devoradores no usan sólo las mandíbulas, sino todo un arsenal químico y biológico que los convierte en asesinos perfectos, auténticos 'Terminators'.

Es el caso de cierta especie norteamericana del género 'Dendroctonus', que vive en asociación mutualista con hasta tres tipos de hongos y una bacteria, a los que 'utiliza' para vencer las defensas del árbol, alimentarse y repeler a competidores indeseados. Porta todo ese kit de supervivencia en un habitáculo especial de su cuerpo llamado micangio y se traslada de un bosque a otro con su mochila de herramientas de supervivencia.

Ahora, además, una investigación publicada en la revista 'Science' ha comprobado que el arsenal de 'Dendroctonus' es todvía mayor de lo que se pensaba. Los investigadores han descubierto que la bacteria que convive con el escarabajo fabrica una molécula nueva para la ciencia, un antibiótico al que han llamado mycangimiycina y que mantiene a raya a ciertos hongos molestos para el escarabajo.

Importancia del mutualismo

Los autores de la investigación, liderados por Jarrod J. Scott, de la Universidad de Wisconsin-Madison, defienden que el hallazgo prueba lo importante que es ahondar en el estudio de las relaciones de mutualismo y simbiosis, pues siendo tan abundantes en la naturaleza es de esperar nuevas sorpresas. Además, en un sentido más utilitario, avisan de que apostar por ese campo de investigación es una «efectiva estrategia para localizar nuevos productos naturales biológicamente activos».

Pero volviendo a los pequeños protagonistas de esta posible revolución farmacéutica en ciernes, hay que recordar que, de momento, sólo han sido un problema. Las plagas de 'Dendroctonus' generan grandes pérdidas anuales a la industria maderera en Norteamérica y Centroamérica.

Desde hace años, por ejemplo, los bosques de coníferas del oeste de Canadá sufren los efectos de una plaga que ha cambiado el paisaje del verde perenne al marrón de las acículas muertas.

El escarabajo del pino de montaña 'Dendroctonus ponderosae', es un gorgojo de apenas medio centímetro, pero ha afectado ya a 70.000 kilómetros cuadrados de bosques sólo en la provincia de Columbia Británica, convirtiendo la plaga en una emergencia nacional. Se cree, además, que la abundancia reciente de inviernos cálidos ha permitido el avance hacia el norte de los insectos, a los que las bajas temperaturas mantenían a raya.

Más al sur, en la franja que va desde Arizona a Virginia y también en las montañas de Centroamérica actúa desde hace décadas su primo cercano, el escarabajo del pino del sur, o 'Dendroctonus frontalis'. Este coleóptero es el protagonista del estudio de 'Science' y según los selvicultores es la mayor fuente de pérdidas del sector maderero de EEUU.

Compleja biodiversidad

Los científicos han completado el estudio de su comportamiento y han demostrado que 'D. frontalis' es sólo la «punta del iceberg» de una compleja biodiversidad que gira en torno a él: hongos y bacterias que crecen y mueren en asociación con él y que junto a él contribuyen a destruir los árboles en propio beneficio.

'Dendroctonus frontalis' cava galerías bajo la corteza de los pinos, en las cuáles deposita sus huevos para que las larvas se alimenten protegidas bajo la corteza.

El progenitor transporta esporas de un cierto tipo de hongo 'Entomocorticium sp.', que crece en el sistema vascular del pino alimentándose de las reservas del vegetal. Las larvas del escarabajo se alimentan a su vez no del árbol, sino de ese hongo. De modo que el escarabajo siembra en el árbol la comida de su prole. Otro hongo, 'Ceratocystiopsis ranaculosus', suele crecer en las galerías abiertas por el escarabajo y sirve de alimento a sus larvas.

Y aún hay otro tercer hongo, 'Ophiostoma minus', que ayuda al escarabajo a vencer las defensas del árbol, al impedir que este segregue resina para sellar las heridas y expulsarlo de su corteza. Lo increíble de la historia viene a continuación.

Resulta que este último hongo, 'Ophiostoma', aunque ayuda al escarabajo al abrirle la puerta del árbol, también es una molestia, porque compite con los otros dos hongos comestibles para las larvas de escarabajo y los desplaza con el tiempo, de manera que acabaría dejando sin comida a la prole.

Para regular toda la relación, el escarabajo porta en una cavidad situada debajo de su cabeza todo un reservorio de una bacteria del tipo actinomicética, que sólo habita en él. Esa bacteria produce una molécula nueva para la ciencia, un antibiótico que ataca al hongo 'Ophiostoma', es decir, el que no se come, y que apenas hace daño a los otros dos, es decir, los que el escarabajo sí se come.

Los científicos han comprobado que este antibiótico es 20 veces más dañino para el hongo 'Ophiostoma' que para los dos hongos preferidos por el escarabajo.

Aplicaciones farmacéuticas

El estudio tiene numerosas repercusiones. En primer lugar, muestra la complejidad del arsenal químico de un insecto plaga y puede ayudar a desarrollar métodos más eficientes para combatirlos. Además, alumbra todo un mundo de complejas relaciones entre macroorganismos y microbios en el que yace toda una inmensa farmacopea.

En un comentario al trabajo publicado también en 'Science', Mary Berenbaum y Thomas Eisner, de la Universidad de Illinois, señalan que puesto que hay 300.000 especies descritas de escarabajos en el mundo, y muchas de ellas desarrollan asociaciones mutualistas con hongos y bacterias, hay un campo enorme «para el aislamiento de productos naturales con funciones difíciles de prever».

Los autores señalan que hay que replantearse las cosas, ya que «la industria, actualmente, ha relegado la prospección del medio natural en busca de nueva sustancias por entender que ya ha sido suficientemente explorada, cuando se abre un campo inmenso por investigar».

Repercusión del estudio

Y no son sólo los escarabajos. Las hormigas cortadoras de hojas del género 'Acromyirmex' sólo se alimentan de un un hongo que cultivan sobre las hojas en fermentación que guardan en su hormiguero. Se trata de un hongo único que sólo existe en todo el mundo en el interior de los túneles que cava esa hormiga. Y esas hormigas llevan encima de su coraza una bacteria actinomiceta del género 'Pseudonocardia' que ataca a todo hongo no comestible que intente crecer sobre las hojas.

Berenbaum y Eisner titulan su árticulo 'Bug’s bugs', es decir, 'Bichos de bichos'. Efectivamente, cuando se empieza a investigar el asunto, se descubre que todo es como esos juegos de muñecas rusas: primero está el escarabajo, debajo hay un hongo, después aflora una bacteria, que a su a vez hace salir un antibiótico...

Al final, una especie no es sólo una especie, sino todo un ecosistema. Por eso, recuerdan los autores, es importante frenar la pérdida de biodiversidad. Cada especie de insecto único que desaparece al destruir un bosque tropical puede ser la fuente de una molécula desconocida.

David Grimaldi dice que la existencia de los humanos depende de los insectos

Fuente: La Opinion A Coruña.

El entomólogo y paleontólogo estadounidense David Grimaldi, conservador del Museo de Historia Natural de Nueva York, ha afirmado, en una entrevista con EFE, que "la existencia de los humanos depende de los insectos", pese a que estos pequeños animales están "totalmente infravalorados". EFE Grimaldi, que ha acudido a Barcelona invitado por la Obra Social de La Caixa, ha explicado que los insectos tienen un papel clave en el funcionamiento de la Tierra, ya que de ellos depende, entre otras cosas, la polinización de más del ochenta por ciento de las plantas y cosechas de todo el mundo.

"Sólo si las abejas no existieran, la Tierra ya sería distinta", ha señalado el experto, que ha destacado, especialmente, la labor de dos de los insectos a cuya erradicación dedican los humanos más esfuerzos, como son las hormigas y las termitas, principales responsables de la movilidad de la materia orgánica y del mantenimiento del equilibrio ecológico del planeta.

"Si desaparecieran las termitas, las selvas tropicales serían lugares radicalmente distintos, y hay que tener en cuenta que los bosques tropicales son los principales productores de oxígeno", ha remarcado Grimaldi, que ha lamentado que, pese a su vital importancia para la supervivencia del planeta, los insectos estén tan "infravalorados".

En la actualidad hay cerca de un millón de insectos descritos, aunque se calcula que existen entre tres y cinco millones más aún por descubrir.

Los primeros insectos que pisaron la Tierra lo hicieron hace más de 3.000 millones de años, cuando el planeta tenía un clima muy violento, una atmósfera totalmente distinta, no había vertebrados y la mayoría de formas de vida se encontraban en el océano.

Con sus cientos de millones de años de historia, los insectos han demostrado ser uno de los grupos animales con mayor éxito de adaptación, un triunfo de supervivencia no menos que admirable al que Grimaldi ha intentado dar una explicación lógica en los últimos años.

Según este experto, los insectos estaban "predestinados" a tener éxito biológico. En primer lugar, explica, por su edad, ya que al ser uno de los primeros seres en colonizar la Tierra fueron evolucionando y ocupando nichos ecológicos.

Sus esqueletos, que evitan la desecación; sus articulaciones, que los dotan de una enorme flexibilidad; las alas, que les permiten escapar de sus enemigos y rastrear alimentos, y su transformación mediante la metamorfosis, son para Grimaldi los otros factores que han determinado el éxito de adaptación de estos minúsculos animales.

"En su conjunto, tienen ciclos de vida relativamente cortos y tienen mucha descendencia, lo que hace que sean animales extremadamente adaptables, hasta el punto que parecen menos vulnerables a las extinciones en masa que han afectado otras formas de vida", ha subrayado el responsable de la sección de Zoología de Invertebrados del Museo de Historia Natural de Nueva York.

No obstante, Grimaldi ha advertido de las nefastas consecuencias que el calentamiento global del planeta tendrá también sobre los insectos e, indirectamente, sobre los humanos, a consecuencia de los cambios que sufrirán los hábitats tropicales, en los que viven gran parte de las especies de estos animales.

"Con la llegada del clima tropical a otras regiones, los insectos irán hacia el norte y eso incluye la llegada a Europa de artrópodos portadores de enfermedades", ha alertado el entomólogo.

David Grimaldi es un reconocido paleontólogo que ha desarrollado parte de su trabajo en España, y, en concreto, en Teruel, donde el pasado año halló, en colaboración con unos colegas españoles, una gota de ámbar que conservaba en su interior la telaraña más antigua del mundo, con más de 110 millones de años de antigüedad.

El ámbar atrapa no solo a los insectos sino también su comportamiento

Fuente: Terra.

La cópula de los insectos, la alimentación de la prole o el parasitismo son algunos de los comportamientos que registra el ámbar cuando atrapa a los insectos, según el biólogo Antonio Arillo, que hoy ha inaugurado el ciclo de conferencias 'Insectos en ámbar' en el Museo Geominero de Madrid.
Arillo, profesor de la Universidad Complutense de Madrid, ha explicado a Efe que, en ocasiones, la rapidez con la que la resina atrapa a los machos y hembras de algunos insectos, como dípteros o escarabajos, los 'congela' en plena cópula.

También es frecuente observar ácaros parásitos fosilizados para siempre junto a su hospedador, -una polilla o una mosca, por ejemplo-, así como gusanos del intestino del insecto parasitado intentando escapar de la sustancia pegajosa.

En algunos fragmentos de ámbar se han encontrado abejas cargadas de polen, e incluso adultos de ciempiés que alimentan o lamen a su prole, quedando fosilizada para siempre toda la familia.

El biólogo ha explicado que los insectos más robustos y corpulentos, como los saltamontes o las cucarachas, generalmente logran escapar de la trampa de resina, aunque a veces 'olvidan' alguna pata.

Las próximas conferencias, organizadas por el Instituto Geológico y Minero de España, tratarán sobre la relación del ámbar y los bosques del pasado, se detallarán algunas investigaciones 'detectivescas' sobre otros artrópodos atrapados y se explicarán métodos para su conservación.

El ámbar es una resina fósil de origen vegetal, de composición química compleja, y es producida por diversas especies de árboles, sobre todo coníferas.

Desde la antigüedad, en la que se consideraba al ámbar como las 'lágrimas de los dioses', se utiliza para confeccionar objetos de adorno, como las cuentas de collares.

La pieza de ámbar manipulada por el hombre más antigua encontrada hasta ahora se localizó en Hannover (Alemania), y corresponde a un fragmento perforado de hace 30.000 años, utilizada seguramente como amuleto, un uso que se ha mantenido a lo largo de los siglos.

Los gladiadores romanos llevaban trozos de ámbar cosidos en sus ropas, y el que fuera astronauta español, Pedro Duque, también viajó al espacio portando un fragmento de ámbar dominicano.

Nueva interacción descubierta entre plantas e insectos

Fuente: USDA.

Una nueva clase de compuestos ha sido descubierta que podría ayudar a revelar más información sobre cómo las plantas responden a los ataques por insectos. Científicos con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en el Centro para Entomología Médica, Agrícola y Veterinaria (CMAVE por sus siglas en inglés), mantenido por ARS en Gainesville, la Florida, en colaboración con colegas en el Instituto Militar de Virginia y la Universidad Estatal de Pensilvania, aislaron los compuestos de las secreciones bucales de los saltamontes Schistocerca americana que se alimentan en plántulas de maíz.

Plantas, y los insectos que las comen, toman parte en una relación que involucra muchos cambios hormonales y químicos resultantes en la planta, incluyendo la producción y emisión inducida de compuestos orgánicos volátiles (COVs). Estos cambios fisiológicos, causados por un grupo de compuestos conocidos como elicitores, varían--no sólo para plantas diferentes, sino también con la especie de insecto que se alimenta en una planta. Entender la interacción entre las plantas y los insectos es importante en la ciencia de cultivos y el manejo de insectos dañinos.

El químico del ARS Hans T. Alborn, en la Unidad de Investigación Química de CMAVE, dirigió el grupo que aisló la clase de compuestos previamente no identificados. Los investigadores los nombraron 'caeliferins' porque un análisis preliminar de las secreciones bucales recogidas de varias especies de Orthoptera (saltamontes, grillos y los insectos que se llaman 'katydids' en inglés) indicó que los compuestos podrían estar presentes en la mayoría de--y posiblemente todos--los saltamontes, los cuales son miembros del orden Caelifera, pero no en los grillos o katydids en el suborden Ensifera.

Los caeliferins aislados por Alborn tienen algunas propiedades únicas, y deben de proveer nuevas herramientas biológicas y orientación en explorar el ecólogo fisiológico de--y las interacciones entre--los insectos y las plantas. Curiosamente, la estructura de los caeliferins podría determinar si los saltamontes S. americana son solitarios o gregarios. Si es así, los compuestos podrían tener alguna influencia en el comportamiento de enjambre de los grillos.

Los científicos del CMAVE estudian los elicitores de lanzamientos de volátiles de plantas para encontrar maneras de inducir las reacciones defensivas para ayudar a las plantas de cultivos a continuar sanos y vigorosos a pesar de ataques por insectos. Es bien conocido que la masticación de los insectos podría inducir el lanzamiento de COVs de plantas que llaman a los enemigos naturales de los insectos atacantes. Pero las secreciones bucales de los insectos también podrían provocar las defensas directas de plantas que impiden las actividades de los insectos.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.

Cómo evolucionan las supersociedades de insectos

(NC&T) En esos grupos de insectos capaces de formar comunidades complejas basadas en la cooperación, la respuesta a la pregunta de qué conduce al altruismo también se ha vuelto un paso imprescindible para poder llegar a comprender mejor cómo las organizaciones sociales primitivas (con jerarquías muy marcadas, basadas en la ley del individuo más fuerte, y una división de labores pobremente desarrollada) evolucionaron para transformarse en las muy sofisticadas redes sociales presentes en el modo de vida de algunos insectos sociales, cuyos colectivos (colmenas, hormigueros...) son considerados en diversos aspectos como "superorganismos" virtuales.

Dos investigadores han propuesto un modelo que puede explicar las presiones de selección que marcan la transición evolutiva desde una sociedad primitiva hasta un "superorganismo", las cuales pueden poner un poco de orden en las ideas contrapuestas sobre el papel de la selección individual, familiar y grupal que subyace en la formación de tales grupos eusociales avanzados.

En última instancia, un superorganismo emerge como resultado de la competencia intergrupal, según los hallazgos de H. Kern Reeve de la Universidad de Cornell y Bert Holldobler de la Universidad Estatal de Arizona.

Su modelo es único porque abarca dos teorías basadas en el concepto de la fuerte competencia entre grupos que tienen potenciales muy igualados. El primer elemento describe la competencia por los recursos dentro de un grupo o colonia (competencia intragrupal). El segundo elemento incorpora los efectos de una lucha entre dos colonias rivales (competición intergrupal).

Según Holldobler, la ruta hacia la supercolonia es primeramente propiciada por la maximización de las capacidades de cada individuo de la sociedad. Esto surgiría, según él, debido a que la competencia que puede existir entre los individuos en la misma sociedad disminuye a medida que la incipiente colonia va creciendo, organizándose mejor, forjando una organización más eficaz de las labores, y en última instancia, logrando una mayor cohesión.

Tales sociedades, a su vez, producen cada año una descendencia más reproductiva que la de las sociedades vecinas que están menos organizadas. Así, los genes, o diferentes versiones de estos, que codifican tales comportamientos, se propagan más rápido.

El segundo elemento de este modelo toma en cuenta que a medida que aumenta la organización colonial de un grupo, existe un incremento paralelo en la discriminación contra los miembros de otras sociedades de la misma especie.

La competencia entre sociedades muy pronto deviene una fuerza decisiva, reforzando de manera crucial el proceso evolutivo. De esta forma, la sociedad o la colonia de insectos se vuelven el fenotipo más extendido del genoma colectivo de la sociedad.

Fuente: Solo Ciencia.

En muchos insectos, su capacidad de sobrevivir al invierno es genética

(NC&T) Éstas se conocen como "proteínas de choque de calor". Reciben este nombre porque al principio fueron descubiertas en moscas expuestas a un gran calor. Los insectos y otros animales, incluyendo a los humanos, producimos proteínas de choque de calor en respuesta a temperaturas muy altas. Por ejemplo, los humanos las producimos cuando experimentamos una fiebre alta. Esas proteínas son las responsables de que muchos insectos no mueran en invierno y la población se mantenga hasta primavera.

Los insectos producen esas proteínas no sólo ante temperaturas altas, sino también ante las bajas, así como cuando son expuestos a deshidratación o a altos niveles de sustancias químicas tóxicas.

El nuevo estudio con moscas y un puñado de otros insectos sugiere que poseen todo un arsenal de proteínas de choque de calor protectoras que se activan tan pronto como llega el frío. Hasta este último estudio, los científicos sabían de sólo dos de tales proteínas que estuviesen activadas en moscas durante los periodos de clima frío.

Los insectos necesitan estas proteínas para sobrevivir. Sin ellas, no pueden soportar el frío y se acaban muriendo.

David Denlinger, autor principal del estudio y profesor de entomología en la Universidad Estatal de Ohio, y sus colegas, han encontrado 11 genes no descubiertos con anterioridad que movilizan a las proteínas de choque de calor durante la diapausa, un estado parecido a la hibernación en el que los insectos entran cuando las temperaturas caen por debajo de un umbral crítico. Ciertos insectos pueden permanecer en este estado de desarrollo pausado durante varios meses. Hasta este estudio, los científicos sólo conocían dos proteínas de esa clase. Los autores no esperaban descubrir muchas proteínas activas durante la diapausa.

Denlinger y su equipo también examinaron la expresión de una de esas proteínas de choque de calor previamente descubiertas, la Hsp70, en cinco especies adicionales de insectos, todos ellos bien conocidos por los problemas que causan a la agricultura. Comprobaron que el Hsp70 estaba activo en todos los insectos cuando estos se hallaban en diapausa.

Cuando dicho gen fue desactivado por los investigadores, los insectos fueron incapaces de sobrevivir a bajas temperaturas, 15 grados centígrados bajo cero en este caso.

Este desenlace fatal deja claro el papel esencial que tiene este gen para la supervivencia invernal, y sugiere que esta proteína de choque de calor en particular es responsable como pieza clave en la capacidad de los insectos de resistir temperaturas muy bajas.

El descubrimiento permitirá abrir el camino hacia el desarrollo de un método para inutilizar las proteínas de choque de calor en insectos nocivos para la agricultura.

El siguiente paso de Denlinger y sus colaboradores es desentrañar qué función desempeña cada proteína de choque de calor. Ellos asumen que si hay varias no es por una mera redundancia en el sistema sino que cada una realiza una aportación que de algún modo es exclusiva. Este mecanismo de protección es mucho más complejo de lo que los científicos creían.

Fuente: Sólo Ciencia.

Cientificos usarán insectos contra toxinas y explosivos

Tal vez te sorprenda pero ahora debes de pensarlo dos veces , antes de aplastar a una cucaracha o eliminar a esa mosca que vuela cerca de tu almuerzo, podrias estar matando al soldado del futuro en la guerra contra el terrorismo. Los cientificos están considerando cada vez más a los insectos y otras criaturas como la mejora forma de identificar amenazas biologicas. "Cucarachas pueden detectar todo tipo de cosas, desde las esporas del Anthrax hasta ADN" dice Karen Kester, una entomóloga del Virginia Commonwealth University.

Con un millón de dolares en fondos proveidos por Darpa ( Defense Advanced Research Projects Agency ) Kester esta estudiando como usar a las cucarachas y moscas como sentinelas de toxinas dentro de edificios contaminados. Esto, esta claro, elimina la necesidad de humanos en un trabajo altamente riesgoso, y brinda mecanismos más efectos que los sensores, lo cuales no soportan el rango y sensibilidad de sus contrapartes vivientes.

Abejas y peces tambien han sido considerados. Una firma britanica de biotecnología llamada Inscentinel esta empleando el fino sentido olfativo de las abejas para detectar explosivos. Nueva York, California y Maryland estan explotando el altamente sensitivo sistema nervioso del pez Bluegill (Lepomis macrochirus) en la busqueda de toxinas en los reservorios municipales de agua.

Bill Lawler, co-fundador de Intelligent Automation Corporation, compañia que vende el sistema de monitoreo basado en el pez bluegill, dice que los sensores vivientes son la "ola del futuro".

Bluegill Fish

Parasitos que nacen en el agua matan a 900,000 personas en USA todos los años, y los reservorios son altamente vulnerables a ataques terroristas.
Sensores en los tanques monitorean al pez y suena una alarma cuando las cosas salen fuera de control.

El pez vigila los reservorios de New York, California y Maryland detectando pesticidas y derrames de diesel.

El inconveniente es que el pez responde de forma indiscriminada a un amplio rango de contaminantes, obligando a los tecnicos a seguir otras pruebas para determinar especificamente los contaminantes.

Fuente: Quiero un demo.