20 noviembre, 2010

Una bacteria puede cambiar el color de un insecto

En el reino animal, los colores son de suma importancia tanto para las relaciones intra-específicas (apareamiento, estado de desarrollo, etc.) como para las relaciones inter-específicas (depredación, parasitismo, etc.) Un áfido ha sabido valerse de  esto, gracias a que durante su evolución, ha adquirido genes de un hongo que le permiten sintetizar sus propios carotenoides (moléculas responsables del color rojizo-amarillo en los áfidos), siendo los únicos animales que los pueden sintetizar de manera natural. [Ver artículo pasado en BioUnalm].

Tal como se había reportado en aquel estudio, la presencia o ausencia de estos genes de origen fúngico, eran los responsables de dar el color rojo o verde a los áfidos de la especie Acyrthosiphon pisum. Sin embargo, ese no es el único mecanismo que afecta la coloración de estos áfidos según reportó el Dr. Tsutomu Tsuchida el día de ayer en Science.

Tsuchida y sus colaboradores encontraron en Francia que las ninfas de ciertos áfidos eran rojas al inicio de su ciclo de vida, pero una vez que maduraban y se hacían adultas, cambiaban su coloración a verde. Es como si un bebé que nace negrito, a medida que va creciendo, se va volviendo rubio, bastante raro ¿cierto?.

ricketsiella

Cuando Tsuchida et al. hicieron un estudio para determinar que bacterias endosimbiontes – bacterias que viven dentro sin causar daño, y hasta con beneficio mutuo – habitaban a los áfidos, encontraron dos tipos de especies muy conocidas y reportadas anteriormente: Hamiltonella y Serratia, ambas protegen al áfido contra la invasión de larvas parásitas de una avispa. Pero se llevaron una gran sorpresa cuando también encontraron un género de bacterias que no habían sido reportadas anteriormente, las Ricketsiellas.

Como pueden ver en la figura, en presencia tanto de Rickettsiella como Hamiltonella las ninfas rojas se convertían en adultas verdes (A). Para ver si en realidad eran las Rickettsiellas las responsables y no las otras, a un grupo le quitaron las Hamiltonella (B) usando antibióticos específicos que no atacaban a las Rickettsiellas y vieron que las adultas también se volvían verdes. Sin embargo, cuando quitaron a las Rickettsiellas, las adultas se mantenían rojas. Así quedó demostrado que eran estas bacterias las responsables del cambio de color en estos áfidos, y eran más verdes cuanto más Rickettsiellas habían en su interior.

Pero, ¿de qué manera las Rickettsiellas afectaban la coloración de los áfidos? Para responder esta pregunta, los investigadores aislaron los pigmentos de los áfidos para ver si había algún tipo de variación en ellos, y se dieron con la sorpresa que, a pesar de ser verdes, los niveles de pigmentos rojos seguían siendo lo suficientemente altos como para ser rojos. Así que analizaron el nivel de expresión del gen tor, el cual es responsable de la producción de pigmentos rojos y, como era de esperarse, no había variado con respecto a los áfidos rojos normales.

Sin embargo, también se dieron cuenta que la cantidad de pigmentos verdes había aumentado hasta en más de cuatro veces con respecto a los verdes normales, fue así que llegaron a la conclusión que las Ricketsiellas poseían algún tipo de mecanismo que permitía la sobre-expresión de genes relacionados con la síntesis de los pigmentos verdes (quinonas policíclicas y afininas), y que el color verde que poseían estos áfidos, era en realidad una combinación desigual entre pigmentos rojos y verdes.

Aún no se ha determinado en que afecta este cambio de coloración a estos áfidos, tal vez tenga que ver con la resistencia a sus depredadores y parásitos, ya que, los áfidos verdes son preferidos por las avispas para depositar sus huevos, mientras que los rojos eran preferentemente devorados por las mariquitas. Con esto queda demostrado que no sólo son nuestros propios genes los que guían nuestra fisionomía y morfología, hay muchos factores más involucrados.

Referencia:

ResearchBlogging.orgTsuchida, T., Koga, R., Horikawa, M., Tsunoda, T., Maoka, T., Matsumoto, S., Simon, J., & Fukatsu, T. (2010). Symbiotic Bacterium Modifies Aphid Body Color Science, 330 (6007), 1102-1104 DOI: 10.1126/science.1195463

5 comentarios:

  1. Hola

    Simplemente comentar que he usado esta estupenda entrada como base de uno de los guiones de "El podcast del microbio" (por supuesto se cita la fuente :-)

    Saludos

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  2. Gracias Miguel, ya lo había notado ;) porque suelo oir tus podcasts, son geniales.

    Saludos.

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  3. No entiendo la parte en la que dice que el pigemnto rojo sigue siendo mayor com para que el afido continue siendo rojo. Luego menciona que hay una sobre expreison de los genes del pigmento verde. Total, cual es le misterio? Al fin y al cabo no es verde porque hay mas pigmento verde?

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  4. Hola, tienes razón, tal vez ese párrafo genere un poco de confusión.

    Lo que trato de decir es que éste áfido normalmente es rojo, ya que la cantidad de pigmentos rojos que tenían era igual al de cualquier áfido rojo encontrado naturalmente, así que la causa de la pigmentación verde no es la represión del gen para el rojo.

    Entonces, la otra opción era que las Rickettsiellas, por algún mecanismo, inducían la sobre-expresión de los genes del áfido que codifican para los pigmentos verdes. Aquí no hay ningún misterio, lo interesante es la capacidad de este endosimbionte para modificar el fenotipo de su hospedero.

    Y como lo mencioné, dependiendo del color, el áfido será víctima de un depredador o de un parásito. Así que, de alguna manera, la Ricketsiella le permite adquirir una adaptación que el áfido no lo tiene de manera natural.

    Saludos.

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  5. Este articulo me hizo recordar de una clase donde mi profesor estaba explicando como usar un colorimetro como una forma de medir la concentración de bacteria en organismos tal como los de este articulo. Saludos.

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