Investigadores de la Universitat de València resuelven un viejo enigma de la fisiología de las cucarachas

Una investigación del Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva descubre por qué les cucarachas eliminan el nitrógeno en forma de amoníaco, en lugar de excretar ácido único como el resto de insectos terrestres. Los resultados se publican en la prestigiosa revista PLoS Genetics.

La comparación de las bacterias endosimbiontes de la cucaracha germánica con los de otros insectos omnívoros como la hormiga carpintera revela una convergencia evolutiva en linajes bacterianos muy alejados (de dos especies muy diferentes).

Un estudio de investigadores de la Universitat de València ayuda a comprender mejor la fisiología de las cucarachas. Un equipo del Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva, dirigido por los catedráticos Amparo Latorre y Andrés Moya, muestra por qué la cucaracha germánica (Blatella germanica) elimina el exceso de nitrógeno como amoníaco, a diferencia de la mayoría de los insectos terrestres que generalmente excretan ácido úrico. La investigación aparece publicada mañana viernes en la revista de libre acceso PLoS Genetics.

La explicación bioquímica de la excreción de nitrógeno como amoníaco en cucarachas, una observación que ha intrigado a los fisiólogos durante años, se ha determinado a partir de la secuencia del genoma completo de la bacteria endosimbionte de la cucaracha germánica -Blattabacterium Bge, una bacteria que vive dentro de las células de las cucarachas- y la inferencia de su red metabólica. Con el fin de producir amoníaco «el metabolismo bacteriano emplea un mecanismo aparentemente ineficiente: las enzimas bacterianas sintetizan simultáneamente, por un procedimiento energéticamente costoso, y destruyen la misma molécula, la urea», según explica Amparo Latorre. Los autores señalan que este mecanismo sorprendente toma sentido cuando se considera la interacción metabólica entre las bacterias endosimbiontes y su huésped, así como la fisiología global de la cucaracha.

Esta investigación también sugiere una convergencia evolutiva con respecto a las funciones bioquímicas entre la cucaracha y otros insectos omnívoros. Los científicos analizaron los genomas de endosimbiontes de la cucaracha germánica y de dos especies de hormigas (Blochmannia floridanus y B. pennsylvanicus) y los compararon con los genomas de endosimbiontes de otros insectos con dietas muy especializadas, como por ejemplo los pulgones. Estos estudios muestran que, a través de caminos evolutivos completamente independientes, y muy probablemente debido a sus hábitos omnívoros, las cucarachas y las hormigas han llegado a soluciones metabólicas remarcablemente similares como resultado de sus asociaciones antiguas con endosimbiontes que pertenecen a linajes bacterianos muy alejados.

Amparo Latorre concluye: «necesitamos una mejor comprensión de los mecanismos evolutivos implicados en las asociaciones simbióticas entre los insectos y las bacterias no sólo para entender la fisiología básica y el comportamiento del huésped, sino también para diseñar nuevas estrategias en el control de plagas».

Esta investigación de la Universitat de València ha sido financiada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y por la Conselleria de Educación a través del programa Prometeo.

Referencia:

M. J. José López-Sánchez, A. Neef, J. Peretó, R. Patiño, M. Pignatelli, A. Latorre, A. Moya (2009) Evolutionary convergence and nitrogen metabolism in Blattabacterium strain Bge, primary endosymbiont of the cockroach Blattela germanica. PLoS Genetics