Un estudio del CONICET reveló que la infección por ciertas bacterias debe alcanzar una densidad mínima para estimular la reproducción partenogenética en gorgojos que afectan a los cultivos, un descubrimiento que podría optimizar técnicas de control de plagas en la agricultura.
Cultivos: ¿Cómo se vinculan las bacterias a la reproducción de gorgojos?
El CONICET reveló que la carga de bacterias es clave en la reproducción de gorgojos vinculados a cultivos. Se abre una posibilidad de control de estas plagas.
El equipo, liderado por Marcela Rodriguero en el Instituto de Ecología Genética y Evolución de Buenos Aires (IEGEBA, CONICET-UBA), investigó cómo las bacterias endosimbióticas influyen en la reproducción de los gorgojos Naupactini. Este trabajo se centró en Wolbachia y Rickettsia, bacterias vinculadas a la partenogénesis, fenómeno que permite a hembras reproducirse sin fecundación. El avance fue publicado en Insect Molecular Biology y destacado por la Royal Entomological Society.
La reproducción de los gorgojos
En 2010, Rodriguero y colegas habían mostrado la correlación entre la infección por Wolbachia y el modo de reproducción de los gorgojos. Sin embargo, “no basta con la presencia de esas bacterias, dentro de las hembras partenogenéticas para que estas se reproduzcan, sino que lo realmente determinante es cuánta bacteria hay dentro del insecto”, señaló.
“Un experimento de cura con antibióticos sugirió que era necesario alcanzar un umbral de densidad bacteriana (…) para causar partenogénesis. Concluimos esto porque al administrar un antibiótico efectivo contra Wolbachia logramos la esterilidad de las hembras hospedadoras, aunque la infección no fue curada en forma absoluta”, indicó Rodriguero.
El estudio mostró que mientras las especies partenogenéticas poseen altas densidades de Wolbachia y Rickettsia y baja de Spiroplasma, las de reproducción sexual presentan lo inverso. “Nuestros gorgojos estaban infectados con tres simbiontes bacterianos, Wolbachia, Rickettsia y también Spiroplasma (…) pero en proporciones que dependían del modo reproductivo”, agregó Rodriguero.
El umbral de densidad bacteriana
Lucia Fernandez Goya, primera autora del artículo publicado en Insect Molecular Biology, confirmó que “todas las discusiones de los papers que documentaban experimentos de cura con antibióticos para probar los efectos de Wolbachia invocaban un supuesto ‘umbral de densidad bacteriana’ porque sin curar la infección era posible eliminar el efecto de Wolbachia”.
Rodriguero explicó la complejidad: “Todo es infinitamente más difícil y costoso. Y cuando la idea del umbral empezó a considerarse, no existían técnicas que permitieran abordar la cuantificación de la densidad bacteriana de una manera rigurosa en estos sistemas no cultivables”.
Los resultados finales indicaron que la infección actúa como regulador de densidad y no como un simple interruptor. “No importa tener o no tener Wolbachia, importa la cantidad de Wolbachia que se tiene. Decididamente, la manipulación reproductiva de Wolbachia parece tener una base cuantitativa”, afirmó la investigadora.
Control de plagas de los cultivos atacando su microbiota
La investigación abre posibilidades para controlar plagas sin atacar directamente al insecto, sino a su microbiota. “Si se pudiera interferir con esos simbiontes, se podría afectar la capacidad reproductiva de las poblaciones de gorgojos. Estudiar en detalle estas interacciones (…) puede ser clave para pensar estrategias de control más específicas, dirigidas y potencialmente más amigables con el ambiente”, explicó Fernandez Goya.
Como próximos pasos, las científicas han secuenciado genomas de Wolbachia, Spiroplasma y Rickettsia. “Con ellos, planeamos realizar un estudio preliminar de los genes que codifican las proteínas mediadoras del cambio de reproducción sexual a partenogenética”, indicó Rodriguero. Además, investigan la posibilidad de un proceso similar al quorum sensing para entender la comunicación bacteriana dentro del insecto.
El estudio contó también con la participación de Alejandra C. Scannapieco (INTA-IABIMO-CONICET), Viviana A. Confalonieri (IEGEBA-UBA) y Analía A. Lanteri (Museo de La Plata y UNLP), consolidando un equipo multidisciplinario para profundizar en la biología de estos insectos y sus simbiontes bacterianos.
FUENTE: CONICET