Los superpoderes de las cucarachas

Hay una vieja historia que dice que en caso de guerra nuclear total, los únicos supervivientes serían las cucarachas. Lo cierto es que uno no puede dudarlo si lee algo sobre lo que son capaces de hacer. El último de sus "superpoderes" ha sido descrito en un reciente artículo publicado en la revista PNAS a cargo de un grupo investigador liderado por la doctora Nancy Moran.

En la escuela aprendemos que el nitrógeno es un gas inerte y que es el principal componente de la atmósfera. Lo de "inerte" tiene su importancia, porque si fuera reactivo como el oxígeno la vida en el planeta sería muy distinta de como la conocemos ahora. El nitrógeno gaseoso (N2) no puede ser usado por casi ninguna célula. Es una molécula tremendamente estable, y es necesario romperla para poder combinar el nitrógeno con otros elementos para así sintetizar proteínas y ácidos nucleicos entre otras biomoléculas.

Son muy pocos los seres vivos que consiguen romper esa molécula de N2, y todos ellos son microorganismos. Son los llamados fijadores del nitrógeno. Quizás el más famosos de ellos sea la bacteria Rhizobium melliloti, que consigue establecer una simbiosis con plantas leguminosas para poder realizar el proceso de fijación. Su simbiosis podría resumirse de la siguiente forma: la planta da cobijo y alimento a la bacteria y ésta a su vez consigue fijar nitrógeno gaseoso en sus compuestos orgánicos, que luego cede a la planta. Una vez ya tenemos el nitrógeno en un compuesto orgánico ya podemos imaginarnos que llega a los animales a través de la dieta: la planta es comida por un herbívoro, y éste a su vez es comido por un carnívoro, etc.

Pero a veces hay problemas con el suministro de nitrógeno orgánico. Así que muchos seres vivos intentan establecer simbiosis con microorganismos que metabolicen eficientemente el nitrógeno y tener un problema alimentario menos del que preocuparse. Y ese truco parece que también lo han aprendido las cucarachas, unos animalitos acostumbrados a alimentarse de cualquier cosa.

Como muchos otros insectos, las cucarachas excretan nitrógeno en forma de ácido úrico, pero con una sutil diferencia. Lo excretan al interior de su cuerpo, en concreto a los llamados cuerpos grasos. De esa forma pueden recuperarlo en caso de necesidad. Pero ¿cómo pueden reciclar ese ácido úrico? Hay dos tipos de células en dichos cuerpos grasos. Uno son adipocitos en los que se acumulan grasas y cristales de ácido úrico. El otro tipo celular consiste en los micetocitos o bacteriocitos, que están llenos de bacterias. En concreto se trata de una bacteria Gram negativa de nombre Blattabacterium y que se transmite de manera vertical entre estos insectos.

Células de Blattabacterium en el interior de un micetocito. Las bacterias están señaladas con las flechas blancas. El núcleo del micetocito tiene color azul y están señalados por la flecha blanca punteada (Fuente PNAS).

El grupo investigador ha secuenciado el genoma de la bacteria que se encuentra dentro de la cucaracha Periplaneta americana. Han confirmado que pertenece a las Flavobacterias y que su "pariente más próximo" es el endosimbionte Sulcia muelleri, que vive dentro de insectos especializados en chupar la savia. Mediante la información genómica contenida en sus 636 Mb han reconstruido el posible metabolismo de Blattabacterium y han encontrado que puede reciclar el nitrógeno a partir de urea o de amonio ya que posee genes para la ureasa y la glutamato deshidrogenasa, aunque carece de enzimas uricolíticas. Además es capaz de producir aminoácidos esenciales, varias vitaminas y otros compuestos útiles para la cucaracha. También han concluido que la asociación entre Blattabacterium y las cucarachas se originó hace unos 140 millones de años, en pleno Jurásico.

Predicción del metabolismo de Blattabacterium. En azul se indican las rutas para aminoácidos, en verde la de metabolitos varios y en púrpura la de las vitaminas. En rojo se indican los aminóacidos no producidos por la bacteria y que son originados por la cucaracha(Fuente PNAS).

Como no se han encontrado genes para enzimas uricolíticas en el genoma de Blattabacterium no está muy claro el modo en que aprovechan el ácido úrico. Los investigadores proponen tres hipótesis. La primera es que la actividad uricolítica está producida por otra enzima no identificada en Blattabacterim. La segunda es que la actividad uricolítica sea debida a las células de la cucaracha. Pero en contra de esta hipótesis está el hecho de que si se trata a las cucarachas con antibióticos la actividad uricolítica desaparece. La tercera es que la cucaracha acumule el úrico en los adipocitos y cuando necesita nitrógeno, transporta el úrico al intestino donde la microflora intestinal es capaz de descomponerlo en amonio, que vuelve a ser absorbido y transportado por la hemolinfa a los micetocitos.

Sea lo que sea, hay que reconocer que las cucarachas tienen un kit de supervivencia que sería la envidia de McGyver.

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