Un huevo de avispa Trichogramma kaykai infectado con bacterias Wolbachia que se acumulan en el extremo inferior, zona que posteriormente desarrollará los órganos reproductores. En este caso Wolbachia induce al embrión a transformarse en hembra sin necesidad de fertilización. Foto: M. Salverda y R. Stouthamer.
Los seres vivos aprenden a manipular a otros seres, sobre todo si los parasitan. Se ha informado varias veces sobre cómo determinados parásitos cambian el comportamiento de su víctima para que así el parásito cierre su ciclo vital y pueda infectar a otros. Así por ejemplo la rabia hace que los que la padecen muerdan y así transmitan el virus, o un gusano parásito induce a los saltamontes a suicidarse y así quedar liberado. Otras veces no es el comportamiento, sino que cambian otros aspectos de la vida de su anfitrión. En el caso que vamos a ver ahora los parásitos incluso controlan las proporciones de seres de cada sexo en la especie que parasitan.
Ciertas bacterias han aprendido a manipular la proporción de machos y hembras dentro de poblaciones de moscas de la fruta. Investigadores de la Universidad de Upsala han desvelado el genoma de esta bacteria. El estudio revela la alta frecuencia de intercambios genéticos dentro de este grupo de bacterias y el robo de genes de especies superiores.
Quizás, en el futuro, sea posible usar estas bacterias para encontrar un sistema que permita manipular el sexo en poblaciones de insectos dañinos y así disponer de un insecticida más ecológico.
Las bacterias que pertenecen al grupo Wolbachia han evolucionado para parasitar a animales como insectos, arañas, escorpiones y gusanos. Estas bacterias se difunden de generación en generación a través de los huevos que pone la hembra y consiguen manipular la cuota de machos y hembras de los animales infectados para que así haya más de las segundas en la población.
Para conseguir su meta utiliza tres sistemas. En el primero consigue convertir machos genéticos en hembras manipulando los genes en algo así como un transexualismo inducido. En el segundo caso elimina embriones machos haciendo que las hembras hermanas cambien su comportamiento y se los coman, en una suerte de canibalismo inducido. Y en el tercer caso consigue que huevos sin fertilizar se transformen en embriones hembras viables. Recordemos aquí que normalmente el sexo viene determinado por el espermatozoide del macho que lo fecunda.
Estas tres vías proporcionan a las hembras infectadas una ventaja adaptativa sobre las otras de tal modo que además la infección se propaga más rápidamente entre la población.
El estudio del genoma de este microorganismo muestra que las bacterias portan genes que son comunes en organismos superiores, pero muy raros entre los procariotas. Los científicos creen que la bacteria ha robado estos genes del genoma del las células del anfitrión y ahora los usa en su propio beneficio para manipular las cuotas de sexo en las poblaciones de insectos.
Lisa Klasson, una de las autoras del estudio, dice que con la ayuda de los virus estas bacterias intercambian genes con otras y así estos genes se diseminan rápidamente, algo necesario como para que se pueda manipular la proporción entre machos y hembras. Una vez más la transferencia horizontal de genes hace que las bacterias intercambien información genética entre sí.
Estos investigadores han averiguado que los genomas de estas bacterias son mosaicos evolutivos con trozos de ADN procedentes de bacterias emparentadas. El efecto es que cada gen tiene su propia historia evolutiva independiente y el potencial de variación genética es ilimitado.
Lo realmente fascinante es que estas bacterias, con sólo 1000 genes, puedan controlar los procesos de desarrollo y comportamiento de los insectos.
Estudiando cómo estos genes bacterianos cambian a lo largo del tiempo y averiguando el mecanismo que hay detrás de la manipulación del sexo en las poblaciones, los científicos podrían encontrar las bases para la creación de nuevos insecticidas basados en los propios principios de la naturaleza.
Tal vez suene mal la idea de insecticida de este tipo, pero controlar las poblaciones de mosquitos transmisores de la malaria, por ejemplo, podría ser muy beneficioso para los humanos que viven en ciertas zonas del planeta. Aunque en este caso habría que disminuir la población de hembras (las transmisoras de la enfermedad al ser la únicas que pican) frente a la de los machos.
http://www.pnas.org/content/early/2009/03/20/0810753106
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