¿Dónde están las bacterias?

 La utilización de las analogías para extrapolar diferentes casos que se dan debido a un mismo problema, resulta ser una herramienta sumamente útil. Siendo esto incluso cierto, cuando esas analogías pueden no ser del todo acertadas. Un buen ejemplo de ello ocurre en la herbivoría. La gran mayoría de los animales herbívoros que existen en la actualidad pueden sustentarse de una dieta basada en plantas gracias al complejo amasijo de bacterias que alojan en sus intestinos, las cuales permiten descomponer la celulosa, un polímero resistente que los propios animales no pueden digerir por sí solos.

En un primer momento pensé que, de manera similar a los mamíferos herbívoros, las orugas de los lepidópteros podrían haber desarrollado una microbiota que les ayudara a digerir la incontable cantidad de materia vegetal. Pero si esto fuera así, ¿cómo podría haberse establecido una relación simbiótica de este tipo si durante el proceso de metamorfosis, gran parte de los tejidos larvales, incluido el intestino, se destruyen y reorganizan? Si las bacterias dependieran del intestino larval, parecería inevitable que se perdieran durante la transformación en mariposa.

Una oruga de mariposa monarca (Danaus plexippus) alimentándose de su planta hospedadora (Asclepia curassavica). Créditos de la imagen: Ciencia Verde

Lo cierto es que las orugas no dependen completamente de su microbiota y esta parece ser opcional o irrelevante para la supervivencia y desarrollo (Hammer et al., 2017; Phalnikar et al., 2019), por lo que esto quiere decir que disponen de la maquinaria enzimática necesaria para degradar la celulosa, manteniéndose activa durante toda la fase larval y permitiendo que las orugas crezcan,  acumulen la biomasa necesaria y completen la metamorfosis (Teo et al., 1990). No obstante, a pesar de que mi analogía no haya sido correcta, de ella puede derivarse una pregunta interesante: ¿qué pasaría si tuvieran que depender de una microbiota obligatoria?

Pues ante tal problema, existen tres posibles soluciones. Una de ellas sería la preservación de un bacterioma, un órgano especializado en albergar las bacterias simbióticas que, por algún motivo, no se destruye durante la metamorfosis, ya que conservarlo resulta ventajoso para el individuo. Otra estrategia sería la transmisión vertical, en la que los microbios se incorporarían directamente a los huevos o a las superficies reproductoras del huevo. De hecho, esto es lo que permite a las termitas mantener de manera estable su microbiota intestinal de generación en generación, realizándose la transferencia principalmente por medio de la trofalaxia (Arora et al., 2023), un proceso en el cual los individuos jóvenes reciben sus simbiontes mediante el intercambio de líquidos intestinales con miembros adultos de la colonia. No obstante, en el caso que nos ocupa, el de los lepidopteros, esta opción sería un condicionante de la primera. Por último, no menos importante, estaría la recolonización ambiental, mediante la cual los individuos serían capaces de recuperar su microbiota tras la metamorfosis a partir del contacto con el ambiente.

Esto, a grandes rasgos, trataría de responder por qué la mayoría de los insectos no han desarrollado una estrecha relación simbiótica para digerir ciertos compuestos vegetales, aunque siempre hay excepciones como se puede ver.

Bibliografía

1. Hammer, Tobin & Janzen, Daniel & Hallwachs, Winnie & Jaffe, Samuel & Fierer, Noah. (2017). Caterpillars lack a resident gut microbiome.
   https://www.researchgate.net/publication/319246279_Caterpillars_lack_a_resident_gut_microbiome
2. Phalnikar, Kruttika & Kunte, Krushnamegh & Agashe, Deepa. (2019). Disrupting butterfly caterpillar microbiomes does not impact their survival and development.
   https://www.researchgate.net/publication/338030465_Disrupting_butterfly_caterpillar_microbiomes_does_not_impact_their_survival_and_development
3. TEO, LENG-HONG & HAMMOND, ABNER & Woodring, Joseph & Fescemyer, Howard. (1990). Digestive Enzymes of the Velvetbean Caterpillar (Lepidoptera: Noctuidae).
   https://www.researchgate.net/publication/233679687_Digestive_Enzymes_of_the_Velvetbean_Caterpillar_Lepidoptera_Noctuidae
4. Arora, Jigyasa & Buček, Aleš & Hellemans, Simon & Beránková, Tereza & Romero Arias, Johanna & Fisher, Brian & Clitheroe, Crystal-Leigh & Brune, Andreas & Kinjo, Yukihiro & Šobotník, Jan & Bourguignon, Thomas. (2023). Evidence of cospeciation between termites and their gut bacteria on a geological time scale.
   https://www.researchgate.net/publication/371754124_Evidence_of_cospeciation_between_termites_and_their_gut_bacteria_on_a_geological_time_scale