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lunes, 30 de enero de 2012

La Compañía de Transporte Paenibacillus

Enlightenment, una obra de arte realizada con una colonia bacteriana de Paenibacillus creciendo en agar. Fuente de la imagen: Esher Ben-Jacob online art gallery.


Como en ocasiones anteriores, volvemos a traer del blog Small Things Considered la traducción de una estupenda entrada escrita por Moselio Schaechter.

Los microbios se mueven. Pueden ser transportados por el viento, los insectos, o por las corrientes de agua, a veces a través de grandes distancias, a veces de un grano de tierra al siguiente. Algunas bacterias contribuyen a su dispersión por su propia movilidad o, podemos pensar que en raras ocasiones, por la movilidad de otros microbios. Es difícil generalizar, porque hay demasiadas variables, demasiadas condiciones en las cuales los microbios están en movimiento. Sin embargo, este tema puede ser pura diversión. Por lo que fue un placer leer un delicioso relato de cómo las bacterias pueden transportar esporas de un hongo en beneficio de ambos.

Microfotografía de un ejemplar de la especie Paenibacillus polymyxa Fuente de la imagen: He et al..


Pero primero un poco de historia, tanto microbiana como personal. Algunas bacterias, cuando se las coloca sobre una superficie de agar, no se quedan quietas, sino que se desplazan desde el punto de inoculación. Algunas como Bacillus mycoides , simplemente lo hacen extendiendo sus largos filamentos, pero otras lo hacen moviéndose sobre la superficie del agar. Hay varias formas de desplazarse, ya sea con flagelos (un proceso llamado enjambrazón, "swarming") o sin ellos (por ejemplo, por deslizamiento "gliding" o por espasmos "twitching" ). El enjambrazón, ya sea en bacterias Gram-positivas como en determinadas especies de Bacillus, o en bacterias Gram-negativas como Proteus, es una actividad comunal. Las células individuales no pueden enjambrar, los agregados de varias células si lo hacen. Al microscopio, los enjambres son balsas de bacterias dispuestas lado con lado, moviéndose a lo largo de un camino que a veces sigue un recorrido regular, y a veces no. (Para descargar una película de una "balsa" de celulas en enjambre, haga clic aquí). La velocidad de movimiento a lo largo de la superficie del agar es bastante impresionante, sobre unas 180 µm / min ó 10 mm / h. Esto significa que si colocamos una bacteria en el centro de una placa de Petri de 14 cm, alcanzará el borde en unas siete horas. Cuando un enjambre ha cubierto una distancia determinada, o bien las células dejan de moverse como en el caso de Proteus, o bien forman unas colonias en forma de disco que tienen la extraña habilidad de rotar. (Para descargar una película de una "colonia" de células enjambradas, haga clic aquí). La velocidad a la rotan es también bastante rápida, una revolución cada 10 segundos. Hacia el final de mi carrera, pero cuando todavía tenía un laboratorio, mi colaboradora Dana Boyd y yo jugamos un poco con estos organismos. Esa fue la última vez que trabajé en la poyata, por lo que siento bastante aprecio por este tema.

Una típica pauta colonial generada por P. vortex cuando crece en agar al 2,25% (p/v) con peptona al 2% (p/v) en una placa Petri. (A) Vista general de la colonia. Cada vórtice (un grupo condensado de bacterias, los puntos brillantes) esta compuesto de muchas células que enjambran colectivamente alrededor de su centro común a una velocidad de 10 μm/s. (B) Un vórtice individual. El diámetro del vórtice es de 75 μm. Fuente de la imagen: Ingham and Jacob.


Observar las bacterias que enjambran es un juego al que cualquiera puede jugar. Si se tiene acceso a una placa de Petri con agar en ella, coja unos cuantos granos de cualquier suelo y colóquelos en el centro. A las seis horas más o menos, verá que entre las muchas colonias pequeñas de la superficie habrá alguna que se aleja del lugar de inóculo. Lo que verá son unos senderos con "colonias" al final. Lo más probable es que esté viendo a Paenibacillus, el organismo que voy a presentar aquí.

Las muchas especies del género Paenibacillus antes eran parte del género Bacillus (de hecho su nombre actual significa “casi Bacillus”). Este género es uno de los campeones de la formación de enjambres que ha desconcertado a los microbiólogos durante más de 100 años. Y la pregunta que uno se hace es ¿por qué enjambran? Hmm, lo más obvio e intuitivo es que deben hacerlo para buscar comida. No tan rápido. Los enjambres no muestran quimiotaxis o cualquier otra preferencia por buscar nutrientes necesarios, como otras bacterias hacen. Observamos que nuestras cepas podían enjambrar en agar conteniendo solamente tampón fosfato y nada más. Por si no fuera bastante, añadimos cloranfenicol, antibiótico al que estos bichos son sensibles, y vimos que sus viajes no se veían afectados. En ningún momento observamos que los enjambres se movieran de manera preferente hacia un lugar en la placa en la que habíamos puesto una variedad de nutrientes.

En nuestros esfuerzos por averiguar por qué ocurría todo esto, confirmamos algo que ya se conocía, a saber, que las bacterias enjambradas podían transportar otras bacterias, como por ejemplo cocos. Para comprobarlo utilizamos partículas de látex de 1 micra de diámetro y, adivínenlo, las partículas fueron extendidas por los alrededores de la placa. Esas partículas parecían ser empujadas, como si estuviera en la cabecera de una balsa o atrapadas dentro de ella. En ese momento empezamos a pensar que el enjambrazón podría ser utilizado para la interacción con otros organismos, posiblemente para transportar especies que podrían proporcionar comida al enjambre en ciertos ambientes empobrecidos. Nunca lo llegamos a demostrar, a pesar de ser verosímil, tanto hoy en día como entonces.

Sin embargo, para mi satisfacción, otros han tenido mirada más larga y productiva. En particular, el microbiólogo Colin Ingham se asoció con el físico Esher Ben-Jacob y sus colegas Oren Kalisman y Finkelstein Alin para sondear a estas bacterias. No sólo eso, se lo están pasando en grande con los patrones que estas bacterias forman en el agar como lo demuestra la obtención de una galería de sensacionales imágenes. En un reciente artículo, los investigadores demostraron que estas bacterias son capaces de mover las esporas del hongo Aspergillus fumigatus. Este hongo es un organismo común del suelo conocido por causar infecciones en pacientes inmunocomprometidos. Las esporas del hongo no son móviles, por lo tanto dependen de las corrientes de agua o aire para su dispersión. Resulta que si se mezclan estas esporas con células de una especie de Paenibacillus llamado P. vortex las esporas se mueven a lo largo de una distancia, en la misma proporción que las bacterias. Después de una adecuada incubación, las colonias de hongos aparecen por todo la placa Imaginen las implicaciones prácticas de estos hallazgos.

Estos balseros microscópicos pueden transportar una carga bastante grande. No tiene porque ser esporas individuales, sino también los agregados de esporas de hasta 25 micras de ancho (cada espora tiene aproximadamente 3 micras de longitud). Esto recuerda a las hormigas que puede llevar hasta un centenar de veces su peso corporal. Pero es incluso mejor. Estas bacterias pueden impulsar a las esporas del hongo a través de un área de agar que haya sido impregnada con un antifúngico, es como ayudarlas a atravesar un auténtico campo minado.

Los bateleros del Volga de Ilya Repin. Fuente: Wikipedia


En la búsqueda de los mecanismos implicados, los autores encontraron que no todas las esporas de los hongos pueden ser tan transportadas. Las esporas de algunas especies de hongos, parientes cercanos de A. fumigatus, no juegan el juego y se quedan depositadas en el agar. Además, las esporas germinadas tampoco se transportan de manera eficiente. Bajo el microscopio electrónico, se observa que las esporas están rodeadas por los flagelos bacterianos. Y si se añaden flagelos purificados, se inhibe su transporte. Este resultado sugiere la presencia de receptores para los flagelos en la superficie de ciertas esporas y no en otras. Entonces, ¿es que hay dos mecanismos diferentes involucrados, uno para partículas no específicas como las bolas de látex, y otro específico para ciertas cargas? ¿Tiene esto algo que ver con el tamaño del objeto a mover, siendo los de mayor tamaño los que requieren un reconocimiento químico por la bacteria?

Es fácil ver el beneficio para el hongo. Es trasladado, por lo que es dispersado a nuevos lugares. Pero, ¿cuál es el de las bacterias? Los investigadores hicieron un experimento sencillo pero inteligente: realizaron un corte en el agar de medio milímetro de ancho. Las bacterias no podían cruzar por sí solas esa brecha, pero los hongos no tenían ningún problema en superarla con sus hifas. Y cuando las bacterias y hongos están presentes a la vez, ¿adivinen qué? En el otro lado de la brecha se encuentran bacterias que habían hecho un acto de funambulismo usando la hifa del hongo como una cuerda floja. En otros sistemas, y en cierto modo eso era de esperar, han observado que las bacterias hacen biofilms en la superficie de las hifas.

Bacterias cruzando un cañón en una placa de Petri gracias a un puente natural formado por el micelio de un hongo (foto superior, cortesía de Colin Ingham), de forma muy parecida a los animales que cruzan por un puente artificial un cañón en Nepal (foto inferior, cortesía de Aya Ben-yakov). Fuente: Riding with Bacteria


No sólo estas bacterias se mueven en agar a buen ritmo, sino que lo hacen incluso en condiciones de hambruna. Como ya mencioné, en mi laboratorio habíamos visto enjambres que se movían a velocidades normales en agar que contenía unicamente tampón fosfato. Sin ningún nutriente añadido. Parece que se quieren mover a toda costa, consumiendo sus preciosas reservas metabólicas en el proceso. La enjambrazón es su principal prioridad fisiológica. Así que uno pensaría que se trata de una propiedad que ha sido seleccionada de manera preferente por la evolución. Sea cual sea su propósito, puede que descartáramos prematuramente que algún tipo de quimiotaxis estuviera involucrada. En el material complementario del artículo de Ben-Jacob (Ver película del archivo adicional 5), hay una indicación de que los enjambres de las bacterias se mueven hacia el material extracelular depositado en los senderos, aunque esto puede no ser debido a razones nutricionales.

Ahora, una última palabra sobre Paenibacillus y su genoma. Resulta que es un bicho muy inteligente, de hecho, podría decirse brillante en un aspecto. Ben-Jacob contó el número de genes potencialmente implicados en las conductas sociales de los genomas de diversas especies bacterianas. Y propuso un escala de coeficiente inteligencia social bacteriana (IQ Social), que él describe como: “una puntuación cuantitativa… para evaluar el potencial del genoma de la bacteria para llevar a cabo con éxito comportamientos cooperativos y adaptables (o comportamientos sociales) en medios ambientes complejos y adversos ... La puntuación está basada en el número de genes que permiten a las bacterias poseer habilidades para comunicar y procesar información medioambiental (sistema de dos componentes y genes de factores de transcripción), para tomar decisiones y para sintetizar agentes ofensivos (tóxicos) y defensivos (neutralizantes), según sea necesario durante la guerra química con otros microorganismos”. Y el remate de la historia: “De entre todas las bacterias secuenciadas, tres especies destacan con puntuaciones de IQ-Social significativamente altas,-más de tres desviaciones estándar por encima de la media-, lo que indica una capacidad de habilidades sociales excepcionalmente brillante. Cabe destacar que todas estas especies pertenecen al mismo género bacteriano: Paenibacillus ....”

Distribución de los IQ Sociales relativos de 502 especies bacterianas. El verde indica las cepas bacterianas que pertenecen al género Paenibacillus. Fuente: Wikipedia


Esta entrada participa en el IX carnaval de la Biología organizado por Carlos Lobato en el blog La Ciencia de la Vida.

ResearchBlogging.org

Ingham CJ, Kalisman O, Finkelshtein A, & Ben-Jacob E (2011). Mutually facilitated dispersal between the nonmotile fungus Aspergillus fumigatus and the swarming bacterium Paenibacillus vortex. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108 (49), 19731-6 PMID: 22106274

viernes, 27 de enero de 2012

Cine y bichos: Memorias de África.



"Memorias de África" es una película de 1985 dirigida por Sidney Pollack e interpretada por Meryl Streep, Robert Redford y Klaus Maria Brandauer. Está basada en la autobiografía de la escritora sueca Karen Blixen que vivió en África entre los años 1913 y 1931. La película fue muy famosa, sobre todo por su banda sonora y su fotografía. Gano siete Oscars, entre ellos los de mejor película y mejor director.



Desde el punto de vista microbiológico en está película se tocan diversos puntos. Por un lado la omnipresente malaria. Así vemos como al personaje de Meryl Streep le preguntan si se ha tomado la quinina, y también se comenta que la enfermedad afecta a las tropas combatientes. El caso más evidente es el del personaje interpretado por Michael Kitchen, que hace de amigo de Robert Redford. El paludismo le provoca fiebre hemoglobinúrica -mi orina se ha vuelto negra- comenta en una secuencia hacia el final de la cinta y morirá debido probablemente a un fallo renal.

Aunque el aspecto microbiológico más destacado es la sífilis que sufre la protagonista. Como puede verse en este vídeo el personaje de Meryl Streep sufre un desfallecimiento y un episodio febril. El médico le diagnóstica que padece sífilis y ella se da cuenta que debió ser infectada por su marido. Eso nos indica que probablemente la enfermedad está en su fase secundaria. El médico le recomienda volver a Europa y tratarse con Salvarsan.

Estructura química de la arsfenamina o Salvarsan. Inicialmente se pensaba que era la estructura dimérica reflejada en A, pero estudios realizados en el año 2004 de espectrometría de masas concluyeron que era una mezcla del trímero B y el pentámero C. Fuente de la imagen: Wikipedia.


En aquella época los antibióticos no existían y la única cura contra la sífilis era utilizar ese compuesto que contenía arsénico y que fue desarrollado por el médico Paul Erlich, el químico Alfred Bertheim y el bacteriólogo Sahachiro Hata en 1910. El tratamiento no estaba exento de riesgos, y a veces no era efectivo, sobre todo en la sífilis terciaria. En la película Meryl Streep habla de arsénico y de locura, como si una cosa causara la otra. En realidad el Salvarsan podía provocar daños hepáticos, mientras que la locura podía ser un síntoma de la sífilis terciaria, o una consecuencia del tratamiento con vapores de mercurio, como puede verse en la película "El libertino". Posteriormente en la película veremos que Meryl Streep dice que no puede quedarse embarazada debido a la sífilis. En parte fue cierto. Karen Blixen quedó embarazada de su amante, pero sufrió un aborto. Parecer que la sífilis remitió pues cuando le realizaron una serie de análisis en 1925 no encontraron ni rastro del patógeno.

Paul Erlich, Sahachiro Hata y Alfred Bertheim. Fuente de las imágenes: Paul Erlich Web.


Finalmente un aspecto curioso de esta película. Si uno va a la IMDB e introduce el término "syphilis" en la herramienta de búsqueda le saldrán 73 títulos. Si uno los examina notará que no hay casi ningún título producido por Hollywood entre los años 1940 y 1985. Eso era debido a que la sífilis, como el resto de enfermedades venéreas, era una enfermedad que el que la padecía quedaba estigmatizado. Se seguía la máxima de que aquello que no se nombra, no existe. Para hacernos una idea, en la película "Moulin Rouge" realizada en 1952 por John Huston y dedicada a la vida del pintor Toulouse Lautrec, ni siquiera se insinúa que murió a causa de la sífilis. La estrategia del silencio volvió a repetirse cuando apareció la epidemia de SIDA en 1981. Sin embargo en 1985 murió el actor Rock Hudson y Hollywood se cayó del guindo. Desde entonces comenzaron a aparecer nuevamente las enfermedades venéreas en las películas.

Ficha de la película en Revista de Medicina y Cine


Esta entrada participa en el IX carnaval de la Biología organizado por Carlos Lobato en el blog La Ciencia de la Vida y en el XI carnaval de la Química organizado por La aventura de la Ciencia.

ResearchBlogging.org

Lloyd NC, Morgan HW, Nicholson BK, & Ronimus RS (2005). The composition of Ehrlich's salvarsan: resolution of a century-old debate. Angewandte Chemie (International ed. in English), 44 (6), 941-4 PMID: 15624113

lunes, 23 de enero de 2012

Sutterella, una bacteria presente en el intestino de los niños autistas

Microfotografía electrónica de transmisión en falso color de la bacteria Sutterella wadworthensis. Fuente de la imagen: Science Photo Library.


El autismo es un trastorno neuronal que suele diagnosticarse en la infancia temprana. Los principales signos y síntomas del autismo afectan la comunicación, las interacciones sociales y las conductas repetitivas. Las causas de dicho trastorno no están del todo claras. Se sabe que hay un componente herditario muy importante, aunque los genes involucrados aún no han sido totalmente identificados. Pero también se tiene claro que los factores ambientales influyen mucho en la aparición del trastorno.

Un detalle que se había observado es que los niños con autismo presentan alteraciones gastrointestinales, y que son más acusadas cuanto mayor es el grado de autismo. Al realizar un estudio metagenómico de las bacterias presentes en las heces y en la mucosa del intestino se encontraron diferencias en la composición de las poblaciones de los grupos de Bacteroidetes, Betaproteobacteria y en la ratio Firmicutes/Bacteroidetes. Si tenemos en cuenta que cada vez hay más datos que apoyan la hipótesis de que las bacterias intestinales modulan el desarrollo del cerebro de los vertebrados, es lógico que haya mucho interés en intentar identificar las diferencias entre el microbioma de un niño autista de otro que no lo es.

Lo que ha encontrado ahora el grupo de Ian Lipkin (sí, el asesor científico de "Contagio") es que en 12 de 23 de las biopsias intestinales de niños autistas se encuentra una gran proporción de bacterias del género Sutterella, entre un 1 y un 7% del total, lo que la convierte en el tercer grupo microbiano por detrás de los Bacteroidetes y los Firmicutes. En cambio, este tipo de bacterias no fue encontrado en las muestras de niños normales que sufrían trastornos intestinales semejantes a los niños autistas. Lipkin y su grupo han encontrado que en los niños autistas con Sutterella en su intestino se pueden detectar anticuerpos contra ella en su suero. Probablemente la presencia de la Sutterella es un síntoma del autismo y no una causa, ya que no se ha encontrado en el 50% de los pacientes. Los resultados de la investigación han sido publicados en la revista mBio

Presencia de secuencias génicas del 16S rRNA de Sutterella en las biopsias gastrointestinales en niños autistas (AUT-GI) comparados con niños normales (control-GI). Los datos se muestran como un porcentaje del total del 16S rRNA bacteriano secuenciado de biopsias de la mucosa del ileo (A) o del ciego (B). Fuente de la imagen: Williams et al..


Por si fuera poco, la Sutterella es una bacteria muy poco conocida. Fue identificada por primera vez en 1996, en muestras clínicas de fluidos peritoneales y del apéndice de pacientes con infecciones gastrointestinales. Inicialmente se identificó como Campylobacter gracilis, pero se diferenciaba de ella en que aguantaba los ácidos biliares y era microaerófila. Sutterella parece ser una bacteria más de la microbiota intestinal, aunque en muy baja proporción, ya que se ha aislado de heces en individuos adultos sanos. Pero de vez en cuando causa infecciones "por debajo del diafragma" como las peritonitis o las apendicitis. También se ha aislado de pacientes con la enfermedad de Crohn.

Arbol filogenético de las secuencias de Sutterella aisladas de pacientes autistas. Fuente de la imagen: Williams et al..


Los investigadores piensan que sus resultados pueden servir para diseñar un ensayo que identifique de manera específica a Suterella lo que permita un mejor estudio de la misma y así entender su papel en la microbiota intestinal, la epidemiología de esta bacteria con respecto a las infecciones y enfermedades inflamatorias intestinales, y por último su contribución a la patogénesis de las alteraciones gastrointestinales en niños autistas.

Esta entrada participa en el IX carnaval de la Biología organizado por Carlos Lobato en el blog La Ciencia de la Vida

ResearchBlogging.org

Wexler HM, Reeves D, Summanen PH, Molitoris E, McTeague M, Duncan J, Wilson KH, & Finegold SM (1996). Sutterella wadsworthensis gen. nov., sp. nov., bile-resistant microaerophilic Campylobacter gracilis-like clinical isolates. International journal of systematic bacteriology, 46 (1), 252-8 PMID: 8573504

Williams, B., Hornig, M., Parekh, T., & Lipkin, W. (2012). Application of Novel PCR-Based Methods for Detection, Quantitation, and Phylogenetic Characterization of Sutterella Species in Intestinal Biopsy Samples from Children with Autism and Gastrointestinal Disturbances mBio, 3 (1) DOI: 10.1128/mBio.00261-11

lunes, 16 de enero de 2012

TDR-TB. Unas siglas que meten miedo.

Colonias de Mycobacterium tuberculosis


Hace poco tuvimos la buena noticia de que en la India se consideraba erradicado al virus de la poliomielitis. Desgraciadamente, hay otra noticia proveniente de ese país que ha aguado la fiesta.

Se trata de la aparición de un brote de 12 casos de tuberculosis totalmente resistente a los antibióticos, o TDR-TB por sus siglas en inglés. El brote ha sido descrito en pacientes del hospital de Hinduja, y las autoridades sanitarias creen que quizás pueda controlarse. Pero los investigadores piensan de modo distinto. Para ellos es la punta del iceberg, ya que son muchos los hospitales que no tienen los medios necesarios para identificar y caracterizar a los pacientes afectados por una cepa TDR. Por si fuera poco, quizás las cepas TDR lleven ya tres años circulando sin haber sido detectadas, pues hay un informe iraní sobre un brote de 15 casos sucedido en el año 2009.

Rifampicina. Este antibiótico se une a la subunidad beta de la RNA-polimerasa, inhibiendo la transcripción.


Isoniazida. Este compuesto inhibe la síntesis de ácidos micólicos, esenciales en la composición de la pared de Mycobacterium tuberculosis


La aparición de este tipo de cepa es uno de los mejores ejemplos de evolución por presión de selección. Las llamadas cepas MDR (Multidrug resistance o resistencia a múltiples antibióticos) surgieron en los años 90 del pasado siglo en pacientes que habían dejado de seguir los largos tratamientos de nueve meses necesarios para curar la tuberculosis. Esos tratamientos se basaban en eluso de los antibióticos rifampicina e isoniazida. A esos pacientes se les comenzó a tratar con los llamados antibióticos de "segunda línea de defensa" como la kanamicina. Pero las MDR se extendieron y en un nuevo proceso de selección aparecieron las llamadas cepas XDR-TB (Extremadamente resistentes a los antibióticos) que fueron descritas en el año 2006. Eso quiere decir que han bastado 5 años para que apareciera una cepa TDR (3 sí el informe iraní se confirma). Según la OMS, de los 9 millones de nuevos casos de tuberculosis que ocurrieron en el 2009, unos 440.000 fueron debidos a cepas MDR-TB, y unos 25.000 a las cepas XDR-TB. Para el 2012 se esperaban unos 2 millones de casos causados por MDR y XDR, pero la aparición de las cepas TDR ha hecho replantearse los números.

Kanamicina. Este antibiótico actúa sobre la subunidad pequeña del ribosoma bacteriano inhibiendo la síntesis de proteínas


Los autores del trabajo dicen que uno de los principales problemas es que muchos médicos de la India no están suficientemente cualificados y diagnostican incorrectamente la tuberculosis MDR o XDR, por lo que recetan una terapia basada en unos antibióticos totalmente inadecuados, lo que permite que puedan evolucionar y aparecer este tipo de cepas.

Origen de las imágenes. Wikipedia. Texto realizado a partir de una noticia aparecida en Wired.

Esta entrada participa en el IX carnaval de la Biología organizado por Carlos Lobato en el blog La Ciencia de la Vida y en el XI carnaval de la Química organizado por La aventura de la Ciencia.
ResearchBlogging.org

Udwadia, Z., Amale, R., Ajbani, K., & Rodrigues, C. (2011). Totally Drug-Resistant Tuberculosis in India Clinical Infectious Diseases DOI: 10.1093/cid/cir889

jueves, 12 de enero de 2012

El hongo y el gorgojo

Picudo rojo. (Fuente: Wikipedia.)


El picudo rojo es el nombre de un escarabajo del grupo de los gorgojos. Su nombre científico es Rhynchophorus ferruginenus. El insecto adulto es bastante grande, ya que su tamaño puede oscilar entre los 2 y los 5 centímetros. Es famoso porque es una de las peores plagas que puede afectar a las palmeras. No es el insecto adulto el que provoca el principal daño a la planta sino las larvas. Una hembra de picudo rojo puede depositar unos 200 a 300 huevos en una puesta. Para ello realiza un orificio con su boca en el interior de la base del peciolo de las hojas de la palmera y luego deposita los huevos sobre tejido fresco. Los huevos tiene unos 2 milímetros de tamaño. Antes de seis días, de cada uno de ellos nacerán una larva que comenzarán a devorar los tejidos internos de la palmera creando una serie de galerías. Después de unos 100 días, la larva habrá alcanzando un tamaño de 5 cm y una anchura de 2 cm. En ese momento excava una galería que le acerque a la corteza de la planta. Allí realiza un capullo y posteriormente sufrirá la metamorfosis que dará lugar a un insecto adulto. Saldrá al exterior de la planta y repetirá el ciclo.

Ciclo del Picudo rojo. (Fuente: SEEA.)


En condiciones óptimas, este ciclo puede repetirse unas cinco veces a lo largo de un año. Una sola pareja de picudos puede producir los suficientes descendientes para acabar con una palmera en unos 6 meses. Los síntomas de la infestación por el picudo rojo son el abatimiento y la desecación de las hojas, marchitamiento, debilitamiento que puede permitir la infección por otros microorganismos. Es característica la producción de olor debido la fermentación del tejido afectado por la microbiota intestinal de las larvas. Cuando la planta muere, lo único que tiene que hacer el escarabajo es desplegar sus alas y volar a otra palmera. La voracidad de las larvas es tal que en ocasiones puede oírse como mastican si uno acerca el oído al tronco de una palmera infestada.

Palmera que muestra marchitación debido al ataque del picudo rojo comparada con otra sin ningún síntoma. (Fuente: Ondanaranja.)


El picudo es un insecto originario de Asia, donde se alimenta de cocoteros, aunque es capaz de atacar a 20 especies distintas de palmeras. De allí se ha ido extendiendo al resto del mundo. Llegó a España en el año 1995, en concreto a Andalucía, debido a una importación de palmeras egipcias infectadas. Desde entonces la plaga ha ido creciendo y destruyendo palmeras por todo el arco mediterráneo. En el año 2005 apareció en el palmeral de Elche. La infestación de una palmera por el picudo rojo es muy difícil de detectar ya que los daños son internos y comienzan a producirse en la parte alta de la planta. Cuando se observa la marchitación y la desecación de la hojas generalmente es demasido tarde. Otros procedimientos son la detección de los sonidos producidos por la masticación, o la detección de olores producidos por la fermentación. El tratamiento con insecticidas tampoco es especialmente efectivo ya que, como hemos indicado antes, la larva está en el interior de la planta. Y encima los insecticidas más efectivos son el Carbaril y el Imidacloprid, que son bastante tóxicos y tienen una regulación muy estricta. Generalmente lo que se hace es talar e incinerar las plantas afectadas. No es de extrañar que varios grupos estén investigando alguna forma de control biológico para detener a esta devastadora plaga.

Picudo rojo en el Mediterráneo. (Fuente: Biointegra.)


El grupo de la Universidad de Alicante liderado por Luis Vicente Lopez-Llorca es uno de los más activos en dicho campo. Ha publicado varios artículos sobre una de las estrategias más prometedoras: el uso de un hongo entomopatógeno para que acabe con el insecto. En concreto se trata de Beauveria bassiana, un hongo del mismo grupo de los famosos hongos que producen hormigas-zombi. El trabajo del grupo de Luis Vicente se ha centrado en describir el proceso de infección mediante el uso de microscopia electrónica de barrido. Han observado que las esporas o conidias de este hongo son capaces de adherirse a la cutícula del insecto, tanto en su estado adulto como en el larvario. Una vez adheridas, germinan y producen un tubo de germinación cuyo ápice se ensancha produciendo un apresorio. De esa forma la adhesión es mucho más fuerte, así que el hongo comienza a producir hifas que secretan proteasas, lipasas y quitinasas que le permiten penetrar la cutícula e invadir el interior. El hongo consigue inhibir al sistema inmune del insecto gracias a unas toxinas denominadas ciclodepsipéptidos. Luego crece aprovechando los tejidos del insecto, genera nuevas estructuras que portan esporas, los conidióforos, y va cubriendo al insecto de micelio hasta que éste finalmente muere.

Beauvericina, un ciclodepsipéptido producido por B. bassiana. (Fuente: Wildflowerfinder.)


Picudos rojos completamente devorados por B. bassiana. (Fuente: Red Palm Weevils.)


Microfotografía electrónica de barrido en la que se muestra la garra del final del tarso de la pata del picudo rojo siendo colonizada por el micelio de B. bassiana. (Fuente: LV López-LLorca.)


La descripción del proceso de infección es un paso importante en la consecución del objetivo principal. Elaborar un bioinsecticida basado en el hongo B. bassiana que pueda ser aplicado a las palmeras y prevengan de la infestación por parte del insecto. Recomiendo que se eche un vistazo a las estupendas microfotografías del artículo en el que publicaron sus resultados. A partir de un aislado especialmente agresivo contra el picudo rojo, han patentadoo una formulación a base de esporas del hongo que pueda ser aplicada en condiciones agronómicas. Se trata de unos gránulos de unos 5 mm de diámetro en los que cada uno porta unas 3 x 108 conidios. Los primeros ensayos se han llevado a cabo con buenos resultados pues llegan a reducir la infestación en un 50%. Esperemos que sigan desarrollándolo y consigan mucho mejores resultados incrementando su eficacia.

Microfotografía electrónica de barrido de la zona bucal de una larva siendo invadida por el hongo B. bassiana. En el recuadro aumentado las flechas señalan los apresorios que permitirán al hongo penetrar en el interior. (Fuente: Güerri-Agulló et al,.)


Esta entrada participa en el IX carnaval de la Biología organizado por Carlos Lobato en el blog La Ciencia de la Vida y en el XI carnaval de la Química organizado por La aventura de la Ciencia.

ResearchBlogging.org

Güerri-Agulló B, Gómez-Vidal S, Asensio L, Barranco P, & Lopez-Llorca LV (2010). Infection of the red palm weevil (Rhynchophorus ferrugineus) by the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana: a SEM study. Microscopy research and technique, 73 (7), 714-25 PMID: 20025054

lunes, 9 de enero de 2012

Casilla de apoyo a la Ciencia en la Declaración de la Renta

Me habría gustado que esta entrada nunca se hubiera publicado, desgraciadamente las cosas se están poniendo realmente feas. No creo que sirva para mucho (aunque he de reconocer que el de Tele5 y los anunciantes funcionó), pero seguro que si no hacemos algo entonces no conseguiremos nada. Y en este país ya se sabe que el que no llora, no mama. La iniciativa ha partido del blog Resistencia Numantina y aquí tenéis el enlace a la firma para la iniciativa.