Mario Isidoro Ortiz Ramírez y Guadalupe C Romero Juárez
Investigadores de la UAEH
Área académica de medicina

El mutualismo es la asociación ecológica entre organismos de diferentes especies interrelacionadas entre sí, en donde todos los organismos se benefician. En la naturaleza, existe un sinfín de estas asociaciones y de las cuales muchas de ellas son importantes para la sobrevivencia de los organismos. Las simbiosis digestivas son más comunes entre los insectos que se alimentan de madera, como las termitas (insecto del orden Isóptera), que mediante asociaciones mutualistas con endosimbiontes facilitan la capacidad de digestión al descomponer la lignocelulosa de la materia vegetal. La manera en que las termitas obtienen estas comunidades de microorganismos intestinales aún no es bien conocido. Sin embargo, existe una correlación positiva entre la diversidad microbiana y estilo de vida, pues, se ha documentado que más del 80 por ciento de las termitas pertenecen a especies forrajeras, mientras que el resto viven de la madera ocupando una distribución en hábitats costeros y bosques tropicales húmedos, teniendo las primeras una mayor diversidad microbiana.

Microbiomas, mutualismo y su función en la digestión La lignina es un polímero orgánico importante en la formación de la pared celular de las plantas, otorgándole a estas, dureza y resistencia. Las termitas al alimentarse de la lignocelulosa de la madera (materia vegetal seca) necesitan de la acción de distintas enzimas (CAZymes y enzimas redox auxiliares) y protoctistas flagelados (principalmente del orden Oxymonadida e Hypermastigina) que, en su totalidad viven en simbiosis con bacterias necesarias para la degradación y digestión de este polímero. Las enzimas asociadas a la degradación de la lignocelulosa, conforman un sistema digestivo dual biocatalítico eficaz entre el huésped (termitas) y el simbionte (protistas y bacterias), donde las enzimas redox auxiliares principalmente distribuidas en el intestino anterior y medio se encargan de la degradación y modificación de la lignina. Por otra parte, las CAZymes se distribuyen en todo el sistema intestinal de la termita y en los protistas simbióticos, los cuales se coordinan sucesivamente entre ellos para obtener la máxima deconstrucción y utilización de los nutrientes de la biomasa. Asimismo, se ha postulado que la posible función de la simbiosis entre bacterias y protistas tiene que ver con la producción de celulosa, la fijación de nitrógeno, asimilación de amonio, suministro y biosíntesis de aminoácidos y vitaminas esenciales como procesos intestinales importantes. Además, la comunidad bacteriana, beneficia al huésped en contribuir a la digestión de carbohidratos y proteínas, desintoxicación, resistencia de patógenos e insecticidas, modificación de los nutrientes disponibles para el hospedero y consumo de productos de desecho.

¿Cómo obtienen las termitas estos microorganismos? La manera en que las termitas obtienen esta variedad de microorganismos aún no es bien conocida, pero se sabe que la mayor parte de este microbioma intestinal es obtenida mediante la dieta y el estilo de vida, pues, de acuerdo a su ecología, las termitas pueden dividirse en habitantes de la madera y forrajeras. Las primeras, forman su colonia en una sola pieza de madera la cual les proporcionará alimento y refugio necesario para sobrevivir, sin tener la necesidad de salir fuera del nido, limitándose así solo a hábitats costeros. Por otro lado, las especies de termitas forrajeras están obligadas a buscar su alimento fuera de su refugio, propiciando una mayor diversidad de protistas y bacterias simbiontes asociadas a las termitas. Existe una mejor diversidad de microorganismos en aquellas especies que son forrajeras, pues las condiciones ambientales y dietéticas que les rodean, proveen una interacción y diversificación mayor para la provisión de microorganismos diversos. Aunque la mayor obtención de microorganismos simbiontes es mediante la dieta, algunos de los protoctistas se transmiten entre los mismos miembros de la colonia, así como de padres a hijos a través de la trofalaxis proctodeal (intercambio mutuo de alimentos, en este caso, especialmente entre adultos y larvas a través de secreciones desde el ano).

Importancia en los ecosistemas La descomposición de la biomasa vegetal, representa un paso clave en el equilibrio y proceso del ciclo del carbono que se lleva a cabo gracias a la acción sinérgica de hongos, bacterias, invertebrados y vertebrados. Al ser la lignocelulosa el componente de la biomasa más abundante, el proceso de la degradación de este polímero ha sido de gran interés para la investigación debido a su posible potencial para la producción de biocombustibles y biomateriales. Las termitas, al alimentarse de lignocelulosa, representan un sistema eficiente para la biosíntesis y degradación de gran parte de la biomasa, actuando como componentes fundamentales de los ecosistemas tropicales y subtropicales, donde constituyen aproximadamente el 95 por ciento de la biomasa total de insectos; de la misma manera, son importantes en el reciclaje y ciclo de nutrientes en la transformación del material orgánico para la formación de suelos. Asimismo, otorgan a otras especies de organismos un beneficio para su supervivencia, como el caso de las termitas cultivadoras de hongos (macrotermitinae) que proveen a este un refugio y condiciones óptimas de temperatura y humedad para que pueda crecer, proporcionando a su vez a las termitas, una fuente de alimento rica en nitrógeno y la descomposición parcial de sustancias químicas complejas del material vegetal como la lignina. En este sentido, aunque las termitas aparentan ser insectos desagradables, estos organismos juegan un papel importante de la desertificación, formación y bioturbación de los ecosistemas.

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