HONGJIE LI
MADRID, 2 Oct. (EUROPA PRESS) -
Unos 50 millones de años antes de que los humanos la descubrieran, la agricultura llegó al mundo en un lugar aparentemente improbable: un hormiguero.
Las hormigas cultivaron hongos, brindándoles cuidados a cambio de alimento. Pero al igual que sus contrapartes humanas que vendrían después de ellas, las hormigas se enfrentaron al problema perenne de la enfermedad de los cultivos, en este caso un hongo parásito, que amenazaba con aniquilar sus cosechas.
Entonces, las hormigas agricultoras desarrollaron otra asociación. Ofrecieron refugio y nutrición a cierto grupo de bacterias, las 'Actinobacteria,' que a su vez produjeron antibióticos capaces de mantener al parásito a raya. Para ayudar a las bacterias a quedarse, los exoesqueletos de las hormigas desarrollaron bolsas especializadas que protegían y alimentaban a sus socios.
Estas estructuras parecían tan intrincadas que los científicos creían que solo tuvieron la oportunidad de evolucionar una vez, ya que las hormigas agricultoras de hongos originales finalmente se dividieron en las 250 especies de hormigas que encontramos hoy en día. En un artículo publicado este lunes en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', los investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison (UW-Madison), en Estados Unidos, revelan que estas estructuras portadoras de bacterias evolucionaron independientemente tres veces.
Los resultados dejan en claro que la amenaza constante de los parásitos de las cosechas empujó repetidamente la evolución en direcciones sorprendentemente similares, creando estructuras que ayudaron a las hormigas a reforzar su asociación con las bacterias. Y su uso exitoso de antibióticos protectores durante eones sugiere que las hormigas pueden tener lecciones para la medicina humana, que rápidamente se ha enfrentado a la resistencia de los patógenos a nuestros antibióticos más importantes.
El trabajo fue dirigido por el profesor de Bacteriología de UW-Madison Cameron Currie y Hongjie Li, investigador postdoctoral en el laboratorio de Currie. Se asociaron con colegas de la Universidad Estatal de Arizona (Estados Unidos), la Universidad de Sao Paulo (Brasial), la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsoniano (Estados Unidos).
"Este trabajo proporciona información fascinante sobre un animal que usa bacterias para proporcionar antibióticos durante un largo periodo de tiempo", dice en un comunicado Currie, quien ha investigado la dinámica de las hormigas de granja durante 20 años. Los científicos realizaron un estudio exhaustivo de 69 especies de hormigas, obteniendo diversas muestras de hormigas de las colecciones de la Universidad Estatal de Arizona y el Smithsoniano.
ÁRBOL EVOLUTIVO DE LAS HORMIGAS
El equipo de investigación reconstruyó el árbol evolutivo de las hormigas utilizando fragmentos de sus secuencias genómicas. El árbol resultante sugirió que la asociación entre las hormigas y las bacterias evolucionó poco después de que las hormigas comenzaron a cultivar.
Evidencia adicional del origen antiguo de la relación antibacterias provino de un puñado de hormigas cultivadoras de hongos fortuitamente congeladas en ámbar en lo que hoy es la República Dominicana. A través de la savia endurecida del árbol, los científicos pudieron detectar los signos reveladores de las bacterias que se aferran al cuerpo de las hormigas. Con el ámbar fechado entre hace 15 y 20 millones de años, el equipo de Currie podría validar sus datos genómicos y mostrar que la simbiosis con antibacterias era al menos tan antigua como las muestras de ámbar.
Trabajos anteriores habían insinuado la temprana evolución de la asociación de antibacterias, dice Li, pero "este documento proporciona mucha más evidencia de que este es un sistema antiguo". Utilizando microscopía electrónica de ultra gran aumento, los científicos examinaron las hormigas para analizar las estructuras especializadas que albergan bacterias, conocidas como criptas.
Las imágenes microscópicas mostraron que la mayoría de las especies vivas de hormigas cultivadoras tenían criptas y estructuras relacionadas que podían soportar 'Actinobacteria', pero a varias especies de hormigas les faltaban estas estructuras. Cuando mapearon los datos de las criptas sobre el árbol evolutivo reconstruido, el equipo de Currie vio que las criptas no habían evolucionado una vez, sino tres veces durante la evolución de las hormigas agricultoras.
Pero las criptas no eran omnipresentes, sino que algunas especies han perdido estructuras obvias para soportar bacterias. Los investigadores demostraron que las hormigas que han eliminado las criptas también han perdido cualquier rastro de 'Actinobacteria' simbiótica.
Currie y Li aventuran que las hormigas que ahora cultivan en áreas más áridas ya no lidian con la constante amenaza de la enfermedad fúngica parasitaria. Como albergar y alimentar a las bacterias puede usar hasta un cuarto de la energía de una hormiga, se volvió más ventajoso para las hormigas separarse de sus antiguos compañeros.
Al parecer, no contentos con imitar el estilo de vida agrícola de la hormiga, los humanos recurrirían más tarde al mismo grupo de bacterias, la 'Actinobacteria', para la mayoría de nuestros antibióticos clínicos. El hecho de que las hormigas, durante millones de años, hayan usado antibióticos similares para proteger sus jardines fúngicos de las plagas, sugiere que podríamos aprender de su éxito.
"Creo firmemente que hay mecanismos aquí que reducen la aparición de resistencia a los antibióticos ", afirma Currie. A su juicio, descubrir cuáles son esos mecanismos podría ayudarnos a prolongar la vida útil de nuestros propios antibióticos.
