Sabías que los insectos son el grupo animal más abundante en nuestro planeta? ¡Puedes encontrarlos en prácticamente cualquier hábitat! Hoy te seguiremos contando sobre una parte del secreto de su éxito: un ejército diminuto que habita en su intestino y hace posible lo imposible.
El intestino de los insectos alberga un mundo entero de vida microscópica: bacterias, hongos y otro tipo de microorganismos. Juntos conforman la llamada microbiota intestinal. ¡Literalmente una especie de “mercados microscópicos” como recientemente lo describieron Cerqueda-García y colaboradores (2024) en un artículo previo sobre este fascinante tema que aquí complementamos! Algunos de estos microbios son beneficiosos para su hospedero y lo ayudan a digerir mejor su comida, a aprovechar o producir nutrientes esenciales, a defenderse de posibles enfermedades, y más. Gracias a esto, los insectos pueden sobrevivir y prosperar en lugares tan diversos. A cambio, los insectos ofrecen a los microbios un lugar seguro donde vivir y alimentarse. ¡Una alianza en la que todos ganan!
¿Cómo adquieren los insectos sus microbios intestinales?
Parte de los microbios son heredados durante el nacimiento (transmisión vertical). Es decir, la madre puede pasar a sus “hijos” ciertos microorganismos de manera directa, por ejemplo, al depositarlos sobre los huevos o en las secreciones que los cubren. Cuando de uno de esos huevos nace un gusano (larva), el gusano los ingiere y los incorpora a su intestino. En insectos que no ponen huevos, como los pulgones (áfidos) que dan a luz crías vivas, los microbios se transmiten internamente, antes o durante el nacimiento (como ocurre con los humanos). Otros microbios los obtienen del ambiente, del alimento o del contacto con otros individuos (transmisión horizontal). Algunos de estos organismos microscópicos se vuelven inquilinos permanentes del intestino de los insectos estableciendo relaciones positivas o negativas con su hospedero. A este grupo se le denomina microbiota residente. Por el contrario, la microbiota transitoria está compuesta por aquellos microorganismos que se quedan solo un corto tiempo en el intestino, hacen lo suyo, y se eliminan vía las heces (Wang et al., 2020).
¿Qué determina la composición de la microbiota intestinal de un insecto?
Depende de varios factores, como la especie de insecto y su etapa de desarrollo, su tipo de dieta y el ambiente en el que vive. Además, este perfil puede cambiar en respuesta a los cambios químicos dentro del intestino. Por ejemplo, en termitas y escarabajos que se alimentan de madera predominan microbios que actúan como “carpinteros” que desarman la celulosa. En las abejas abundan microbios que funcionan como “chefs” que fermentan azúcares. En moscas del vinagre y cucarachas, dominan microorganismos que procesan toda clase de residuos orgánicos y ayudan a eliminar compuestos tóxicos. Por otro lado, en insectos con dietas más variadas como las verdaderas “Moscas de la Fruta” (Tephritidae), la microbiota cambia según el tipo de fruto donde crecen en su etapa de larva (Wang et al., 2020).
¿Cómo podemos explorar la composición de la microbiota intestinal en insectos?
Imagina que intentas conocer a los habitantes de una ciudad escondida en las tripas de una mosca, pero son tan diminutos que ningún ojo humano puede verlos. Durante siglos, esa ciudad—la microbiota—permaneció en las sombras. Recientemente, llegaron las “luces” de la secuenciación masiva, como un lector de códigos de barras que registra millones de fragmentos de ADN. Así supimos quiénes habitan esa “ciudad escondida”. Pero el asunto no termina al identificarlos, hay que ordenarlos y dibujar el mapa, como cuando un trabajador del INEGI toca a tu puerta preguntando con quiénes vives, qué parentesco tienen, a qué se dedican. Para eso usamos análisis que convierten números en imágenes claras: gráficas de colores que muestran qué microbios dominan, qué hacen y qué parentescos tienen. Así, lo invisible se vuelve visible y de una “ciudad escondida” pasamos a un retrato comprensible de aliados u oportunistas que ayudan a los insectos a digerir, proteger y transformar.
¿Qué aplicaciones puede tener el estudio de la microbiota intestinal?
Las aplicaciones de este tipo de investigación científica son múltiples, y no solo abarcan el mundo de los insectos y el control de aquellos que son plaga, sino también aspectos relacionados con la nutrición y la salud humana. Por ejemplo, se ha descubierto que, en algunas especies, como larvas de moscardones, habitan microbios capaces de producir compuestos con propiedades antimicrobianas que hoy se usan en terapias médicas para curar heridas en humanos (Jang & Kikuchi, 2020; Pascacio-Villafán & Cohen, 2023). Además, recientemente Castro-López y colaboradores (2024) usaron el modelo de un insecto plaga (la Mosca Mexicana de la Fruta, Anastrepha ludens), para verificar la seguridad de un potencial probiótico para consumo humano (bacteria Limosilactobacillus fermentum J23). Siguiendo con este mismo insecto, que en México se controla usando la Técnica del Insecto Estéril mediante la liberación de millones de machos estériles en áreas infestadas, actualmente investigamos el uso de una bacteria capaz de capturar nitrógeno del aire y transformarlo en proteínas útiles para el insecto, con el fin de reducir el elevado costo de las dietas artificiales que se usan para criar masivamente a esta especie antes de esterilizarla y liberarla. ¡Pronto tendremos novedades sobre esta fascinante y útil investigación!
Pero eso no es todo. La identificación de microorganismos intestinales y el conocimiento de sus funciones han hecho posible la aplicación de cepas específicas para optimizar el rendimiento en sistemas de cría de otros insectos, como la Mosca Soldado Negro, utilizada en granjas para transformar residuos orgánicos en proteínas y grasas de alto valor para alimentación animal (Zheng et al., 2013). Y, por si fuera poco, también se han encontrado microbios intestinales en insectos como la Polilla India de la Harina (en su etapa larval) capaces de degradar plásticos, una habilidad con enorme potencial ambiental (Jang & Kikuchi, 2020).
Así, poco a poco, los microbios que alguna vez pasaron desapercibidos en el intestino de los insectos se están convirtiendo en aliados capaces de transformar problemas en oportunidades.
Agradecimientos
Roxana Barran-Prior agradece a la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI) por una beca para estudiar un doctorado en el INECOL. Daniel Cerqueda-García agradece al otrora CONACyT (ahora SECIHTI) por la beca dentro del programa de Estancias Posdoctorales por México.
Referencias
- Castro-López, C., Pascacio-Villafán, C., Aluja, M., García, H., González-Córdova, A., Vallejo-Cordoba, B., & Hernández-Mendoza, A. (2024). Safety assessment of the potential probiotic bacterium Limosilactobacillus fermentum J23 using the Mexican fruit fly (Anastrepha ludens Loew, Diptera: Tephritidae) as a novel in vivo model. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 16: 233-248. https://doi.org/10.1007/s12602-022-10034-6.
- Cerqueda-García, D., Aguilar Peralta, J. & Aluja, M. (2024). Mercados Microscópicos: La Comunidad Oculta en las Tripas de los Insectos. NEXOS. https://medioambiente.nexos.com.mx/mercados-microscopicos-la-comunidad-oculta-en-las-tripas-de-los-insectos/
- Jang, S. & Kikuchi, Y. (2020). Impact of the insect gut microbiota on ecology, evolution, and industry. Current Opinion in Insect Science, 41: 33-39. https://doi.org/10.1016/j.cois.2020.06.004.
- Pascacio-Villafán, C. & Cohen, A. (2023). How rearing systems for various species of flies benefit humanity. Insects, 14: 553. https://doi.org/10.3390/insects14060553.
- Wang, S., Wang, L., Fan, X., Yu, C., Feng, L., & Yi, L. (2020). An insight into diversity and functionalities of gut microbiota in insects. Current Microbiology, 77: 1976-1986. https://doi.org/10.1007/s00284-020-02084-2.
- Zheng, L., Crippen, T., Holmes, L., Singh, B., Pimsler, M., Benbow, M., et al. (2013). Bacteria mediate oviposition by the black soldier fly, Hermetia illucens (L.),(Diptera: Stratiomyidae). Scientific Reports, 3: 2563. https://doi.org/10.1038/srep02563.