Una pila de madera muerta, hojarasca y tierra puede parecernos un desperdicio de jardín. Pero para las termitas, es un almuerzo nutritivo.
Las termitas se encuentran entre los organismos raros que pueden alimentarse de la madera. Esta notable capacidad les ha permitido convertirse en uno de los animales más abundantes en los trópicos terrestres, y tienen que agradecer a sus bacterias intestinales.
Muchos animales dependen de las comunidades microbianas en sus intestinos para ayudar en el proceso de digestión. Por ejemplo, hay aproximadamente 39 billones de bacterias en el tracto gastrointestinal humano. Sin embargo, el microbioma intestinal de las termitas se encuentra entre los más complejos de cualquier grupo de animales.comprende una mezcla diversa de bacterias, protistas y hongos que pueden descomponer y extraer nutrientes esenciales de materiales que no son digeribles para la mayoría de los animales, como la lignocelulosa en la madera.
Los biólogos han estudiado la microbiota intestinal de las termitas durante más de un siglo, pero no están de acuerdo con una pregunta importante: ¿Cómo evolucionaron las bacterias intestinales de las termitas?
Algunos estudios dicen que las termitas heredaron su composición microbiana intestinal de sus padres, un proceso llamado transmisión vertical. Otros argumentan que los linajes específicos de la dieta se han adquirido de forma independiente del medio ambiente a lo largo de la evolución, el llamado horizontaltransmisión.
En el estudio más grande hasta la fecha que examina el ADN de los microbios intestinales de las termitas, los investigadores de la Unidad de Genómica Evolutiva de OIST, en colaboración con colegas de la Universidad de Sydney, tienen una respuesta que une ambos lados del debate: ambos.
"Encontramos que las termitas adquieren predominantemente sus bacterias intestinales tanto de sus padres como de otras colonias de termitas", dice el profesor Thomas Bourguignon, líder de la unidad, "lo que significa que tanto la transmisión vertical como la horizontal han sido importantes durante los 150 millones de años de evolución de las termitas. "
Los estudios anteriores se han basado en muestras pequeñas de 20 especies o menos, tomadas de un rango limitado de lugares y tipos de dieta. Sin embargo, aquí, el profesor Bourguignon y sus colegas analizaron 211 linajes bacterianos de las entrañas de 94 especies de termitas diferentes,recopilados en cuatro continentes diferentes: Asia, Oceanía, América del Sur y África. Sus resultados se publicaron en la revista Biología actual .
Extrajeron ADN bacteriano de las entrañas de las termitas y secuenciaron un tramo específico de material genético llamado ARNr 16S, que a menudo se usa para identificar especies bacterianas. Con esta información genética, pudieron reconstruir árboles genealógicos que muestran la historia evolutiva y las relaciones entre las especies bacterianas.
Sus resultados mostraron que los microbiomas intestinales de las termitas han sido moldeados por transmisión de "modo mixto", que combina la transmisión vertical de colonia a descendencia con la transferencia horizontal de colonia a colonia.
Cuando las bacterias se transfieren verticalmente entre generaciones de termitas, pueden co-evolucionar con sus huéspedes de termitas, volviéndose altamente especializadas en sus dietas, hábitats y enfermedades. "Muchas de las bacterias que encontramos solo existen dentro de las termitas, y algunas de estas solodentro de regiones específicas del intestino de las termitas ", dice el profesor Bourguignon.
La transmisión vertical también es importante para el microbioma intestinal humano; en 2016, los biólogos demostraron que los humanos heredamos algunos microbios intestinales de los antepasados que compartimos con nuestros primos grandes simios.
Sin embargo, ciertas características del estilo de vida de las termitas significan que también son propensas a la transmisión horizontal de bacterias intestinales. Las bacterias se pueden transferir entre las termitas durante las peleas porque la termita más fuerte a menudo se come al contendiente más débil. Las termitas también pueden adquirir bacterias intestinales de otras especiesde termitas, o incluso de otros animales por completo, a través del suelo u otras fuentes de alimentos al ingerir materia fecal.
El hallazgo de que algunas bacterias han cambiado de huésped durante el curso de la evolución podría significar que algunas especies de bacterias intestinales de las termitas están mucho más extendidas entre las entrañas de otros organismos de lo que pensamos.
La Unidad de Genómica Evolutiva ahora está llevando a cabo más investigaciones sobre la genética de las bacterias intestinales de las termitas, con la esperanza de descubrir más sobre las enzimas específicas que las bacterias usan para descomponer la madera, un proceso del que los biólogos aún saben poco.
"Todavía hay mucho que aprender sobre este fascinante grupo de animales", dice Bourguignon.
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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