Investigadores descubren c贸mo los insectos digieren la celulosa

Investigadores descubren c贸mo los insectos digieren la celulosa

11 de marzo de 2016

Foto de Herbert A. 'Joe' Pase III, Servicio Forestal de Texas A&M, Bugwood.org.

Las paredes celulares de las plantas est谩n compuestas de muchos pol铆meros complejos, como la celulosa y el xylan. Para ser digeridos, estos pol铆meros deben ser descompuestos por enzimas como la celulasa o la xilanasa.

Durante d茅cadas los cient铆ficos pensaron que s贸lo los microbios pod铆an producir celulasa, hasta que se encontraron genes de celulasa en insectos que se alimentan de madera. Ahora, una nueva investigaci贸n del Instituto Max Planck revoca otra vieja teor铆a. Los cient铆ficos han descubierto que los insectos palo (Phasmatodea) producen celulasas que pueden manejar varios tipos de pol铆meros de la pared celular por igual. La investigaci贸n se publica en la revista Bioqu铆mica de Insectos y Biolog铆a Molecular.

La celulosa, el xylan y el xiloglucano son componentes importantes de las paredes celulares de las plantas, y los bastones tienen m煤ltiples copias de los genes de la celulasa, cuyas enzimas pueden atacar la columna vertebral de la glucosa de la celulosa. Sin embargo, algunas de estas enzimas tambi茅n pueden romper la espina dorsal de la xilosa del xylan, y otras la espina dorsal de la xilosa y la glucosa del xiloglucano. Este descubrimiento marca la primera xiloglucanasa conocida de cualquier tipo que se encuentra en animales multicelulares. Si no hubi茅ramos probado estas enzimas en otros sustratos adem谩s de la celulosa, no habr铆a sido posible descubrir estas funciones", dijo el Dr. Matan Shelomi, un becario de postdoctorado en el Instituto Max Planck de Ecolog铆a Qu铆mica y autor principal del estudio. "Fue bueno que lo hici茅ramos: nadie hab铆a encontrado antes este tipo de enzimas tan poderosas en un animal". "Los investigadores aislaron los genes de la celulasa de siete especies de insectos palo, incluyendo el australiano Extatosoma tiaratum, el vietnamita Ramulus artemis, y el b贸rnico Aretaon asperrimus. Todos expresan m煤ltiples enzimas celulasas diferentes de la familia de la gluc贸sido hidrolasa 9 (GH9). Mantener enzimas redundantes no tiene sentido si todas tienen la misma funci贸n, por lo que los investigadores formularon la hip贸tesis de que algunas hab铆an perdido sus funciones o hab铆an evolucionado para hacer algo nuevo.

La capacidad de descomponer diferentes pol铆meros con las mismas enzimas significa que el intestino de Phasmatodea es inusualmente eficiente. Junto con otras enzimas como las celobiasas y las xilobiasas, sus intestinos pueden degradar completamente casi toda la pared celular de la planta en los az煤cares que la componen, utiliz谩ndolos para la nutrici贸n y teniendo m谩s acceso al citoplasma de f谩cil digesti贸n dentro de las c茅lulas. Esto significa que pueden obtener m谩s nutrici贸n de una dieta de hojas que otros herb铆voros. Te贸ricamente, incluso podr铆an digerir la madera.

"Hay una gran comunidad en Alemania de personas con insectos palo como mascotas, y los reportan mordisqueando palos, musgo, corteza, e incluso espuma de poliestireno y cables el茅ctricos", dijo Shelomi. "Pero las hojas siguen siendo su principal alimento. Tal vez sus intestinos puedan descomponer la madera, pero sus mand铆bulas son m谩s adecuadas para las hojas, que probablemente saben mejor tambi茅n."

Siguiente, los investigadores probar谩n otros insectos relacionados con los insectos palo para ver si tienen celulasas multifuncionales tambi茅n.

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