Los nidos de las aves europeas actúan como reservorio para una bacteria ‘centinela’ para el cambio climático

Un estudio internacional en el que ha colaborado la Universidad de Granada (UGR) ha revelado que la bacteria Arsenophonus nasoniae, considerada una ‘centinela’ para el cambio climático, está ampliamente distribuida en Europa (desde Portugal hasta Finlandia, pasando por Reino Unido, Alemania o Suiza) y los nidos de las aves actúan como reservorio de las mismas, a través de su hospedador natural, la avispilla Nasonia vitripennis.

La bacteria A. nasoniae, que elimina el 90% de la progenie masculina de su hospedador, puede usarse para entender las relaciones entre las bacterias endosimbiontes (asociación en la cual un organismo habita en el interior de otro organismo) y sus hospedadores insectos, además de ser usadas como centinelas de los efectos del cambio climático en insectos.

Los microbios que se comportan como parásitos reproductivos y que se heredan de madres a hijas son bastante comunes en los insectos. Dentro de la gran variedad de estos microbios se encuentra A. nasoniae, una bacteria capaz de matar a la descendencia masculina de su hospedador natural, la avispilla N. vitripennis. La presencia de esta bacteria en las hembras hace que los embriones de los futuros machos sean inviables, provocando que prácticamente toda la descendencia sean hembras.

Ejemplar adulto de la avispilla Nasonia vitripennis, el hospedador natural de la bacteria Arsenophonus nasoniae. Imagen: Jorge Garrido Bautista.

Este truco favorece la transmisión de esta bacteria, ya que eliminando a los embriones macho aumenta los recursos para los embriones hembra, que son las únicas capaces de transmitir la bacteria a la siguiente generación. La avispilla N. vitripennis es un insecto muy común en los nidos de las aves, que parasita a su vez a las pupas de mosca que se encuentran en dichos nidos.

En este estudio, liderado por la Universidad de Liverpool y en el que han colaborado la UGR y otras universidades europeas, se ha revelado que esta bacteria se distribuye ampliamente por toda Europa.

Los investigadores han recolectado ejemplares vivos de la avispilla N. vitripennis procedentes de nidos de varias aves europeas y han examinado la presencia de la bacteria A. nasoniae mediante la técnica de la PCR. Aunque el porcentaje de parasitación varió entre localidades, la bacteria fue encontrada en prácticamente todos los países europeos examinados.

“Hemos encontrado que A. nasoniae es un parásito común asociado a N. vitripennis, una avispilla diminuta que parasita a su vez a las moscas que se alimentan de la sangre de los pollos de las aves. Esta avispilla llegó a Europa hace varios siglos desde Norteamérica a través del tráfico marítimo. Ahora sabemos que algunos de los individuos que llegaron a Europa tuvieron que estar infectados por Arsenophonus, la cual acabó expandiéndose por todo el continente transmitiéndose de madre a hijas”, señala Jorge Garrido, investigador del departamento de Zoología de la UGR que ha colaborado en el estudio.

Herramientas de control de insectos

En la actualidad, las bacterias endosimbióticas están siendo muy estudiadas para su potencial uso como herramientas de control de insectos (que a su vez transmiten enfermedades como el dengue, la malaria o la fiebre occidental del Nilo). A pesar del éxito obtenido por la más famosa de estas bacterias, Wolbachia, en el control del dengue, poco se sabe de los mecanismos genéticos responsables de las interacciones entre endosimbiontes e insectos, de cómo evaden al sistema inmune del hospedador o de cómo consiguen afectar a la reproducción de sus hospedadores. A. nasoniae es una de las pocas bacterias endosimbiontes que puede ser cultivada en el laboratorio y en la que se pueden usar herramientas genéticas para analizar el rol de cada gen en estas simbiosis.

Además, los endosimbiontes de insectos pueden ser usados para estudiar los efectos del cambio climático, ya que muchas de estas bacterias son sensibles a la temperatura. “En el caso de A. nasoniae, su límite de temperatura se encuentra en los 32-33ºC. Es decir, temperaturas mayores que estas pueden detener su crecimiento o incluso eliminar a la propia bacteria dentro de su hospedador” indica Pol Nadal, autor principal del estudio e investigador en la Universidad de Liverpool.

Las bacterias endosimbiontes como A. nasoniae contribuyen positivamente a los insectos aportando moléculas esenciales para su crecimiento y supervivencia, lo que podría ser clave para determinar el límite geográfico del hospedador.

Referencia:

Pol Nadal-Jiménez, Crystal L. Frost, Ana Cláudia Norte, Jorge Garrido-Bautista, Timothy E. Wilkes, Rowan Connell, Annabel Rice, IndrikisKrams, Tapio Eeva, PhillipeChriste, Gregorio Moreno-Rueda, Gregory D. D. Hurst. ‘The son-killer microbe Arsenophonus nasoniae is a widespread associate of the parasitic wasp Nasonia vitripennis in Europe’. Journal of Invertebrate Pathology. 2023. doi: 10.1017/S003118202200066X