La investigación sobre escarabajos que cultivan hongos revela un nuevo hongo que descompone la madera

La investigación sobre escarabajos que cultivan hongos revela un nuevo hongo que descompone la madera

14 de septiembre de 2015

Por Julio Hernández

¿Quién fue el primer granjero de la Tierra, hace más de 60 millones de años? ¿Qué grupo de insectos incluye los vectores más invasivos y mortales de las enfermedades de los árboles? ¿Y qué hongos han renunciado al sexo y a la independencia sólo para convertirse en un cultivo de jardín que huele a fruta madura? Bienvenidos al diverso y extraño mundo de la simbiosis de la ambrosía, una simbiosis entre escarabajos barrenadores de la madera y nutritivos cultivos de hongos.

Julio Hernández

La investigación sobre la simbiosis de la ambrosía ha experimentado recientemente un importante aumento debido a las especies destructivas que siguen invadiendo los hábitats no nativos (como las especies asiáticas que llegan a América del Norte, y viceversa). Sólo el cinco por ciento de las ~3.500 especies de escarabajos han sido estudiadas por sus simbiontes, por lo que todavía hay un largo camino por recorrer para comprender todo el sistema. Sin embargo, muchos de los nuevos estudios ya han dado lugar a importantes descubrimientos. Ahora sabemos que hay escarabajos que cultivan un solo hongo, mientras que otros escarabajos tienen jardines enteros de varios hongos. Varias especies de escarabajos portan hongos que actúan como patógenos y matan a los árboles huéspedes. También hay escarabajos que roban hongos de otros haciendo túneles a lo largo de los jardines del primer escarabajo, y hay escarabajos que atacan y devoran a otros escarabajos para apoderarse de sus jardines. Y luego hay miles de especies de escarabajos de los que todavía no sabemos casi nada.

Aún se sabe menos sobre el lado fúngico de la simbiosis. Parece que muchos hongos diferentes de diferentes orígenes evolucionaron la misma estrategia: proporcionar alimento a sus vectores escarabajo, y a cambio ser transferidos al siguiente árbol por la nueva generación de escarabajos. Lo que todos estos simbiontes nutricionales parecen tener en común es que NO son muy buenos degradadores de madera. Todos los hongos de ambrosía conocidos dependen de árboles recientemente muertos que aún tienen muchos nutrientes en ellos. Estos hongos colonizan los tejidos de los árboles muertos cuando aún son jugosos y nutritivos, antes de ser colonizados por verdaderos degradadores de madera.

Sin embargo, en un artículo en PLoS ONE, mis co-autores y yo informamos del descubrimiento de un clado de hongos que es diferente. El simbionte fúngico de los escarabajos del género Ambrosiodmus no sólo extrae nutrientes fácilmente disponibles - en realidad es capaz de una verdadera descomposición de la madera. Este hongo es mucho más competente metabólicamente que cualquier otro hongo conocido de ambrosía. En lugar de extraer nutrientes fácilmente disponibles, en realidad utiliza madera podrida, y la convierte en alimento nutritivo para su simbionte animal. Tales hongos son candidatos principales para estudios posteriores de su aparato enzimático. Podemos descubrir interesantes procesos químicos que nos ayuden a utilizar la madera como alimento!

Interesantemente, este hongo es también una nueva especie que era previamente desconocida por la ciencia. Su único pariente conocido es un "hongo bracket" del género Flavodon - definitivamente no es un hongo de ambrosía. Algo dramático debe haber sucedido cuando un antiguo escarabajo Ambrosiodmus y el original Flavodon se encontraron, evolutivamente hablando, que convirtió un hongo bracket de vida libre en un cultivo de un escarabajo.

Este artículo también sirve como modelo para la caracterización eficiente y metodológicamente moderna de las simbiosis entre el barrenador de la madera y los hongos. Muchas especies de escarabajos ambrosianos y sus hongos se están convirtiendo en amenazas globales para la salud de los bosques, por lo que necesitamos tener una forma fiable de evaluar sus simbiontes fúngicos. En este trabajo, combinamos varios métodos complementarios para examinar esta simbiosis para asegurarnos de que nuestro análisis sea rápido y correcto. Utilizamos un cultivo estándar pero con un enfoque cuantitativo que utilizaba una serie de diluciones para cultivar el simbionte principal en lugar de los contaminantes. Empleamos la amplificación del ADN de toda la comunidad y la secuenciación de alto rendimiento para la detección de cualquier simbionte potencialmente incultivable (nuestras ~50.000 secuencias por individuo escarabajo eran todas casi idénticas, lo que sugiere una sola especie y unos pocos genotipos del simbionte). Por último, nuestros colegas Matthew Kasson y Dylan Short de la Universidad de Virginia Occidental diseccionaron las cabezas de escarabajo de 0,1 mm y las cortaron en rodajas de cinco micrómetros para obtener una visión exacta de los hongos reales dentro de las "bolsas de hongos" en las que se transporta el inóculo del hongo. El cultivo, la secuenciación y las observaciones microscópicas confirmaron que el hongo de la madera Flavodon es el principal simbionte de los escarabajos Ambrosiodmus ambrosia.

Leer más at:

- Nueva Simbiosis Hongo-Insecto: Los métodos de cultivo, moleculares e histológicos determinan los poliporales saprofitos mutualistas de Ambrosiodmus Escarabajos Ambrosía

Julio Hernández es un profesor asistente de entomología forestal en la Escuela de Recursos Forestales y Conservación de la Universidad de Florida. Su equipo estudia los escarabajos barrenadores de la madera, los patógenos de los árboles, los simbiontes de los insectos, y su impacto en los bosques y las personas. Jiri también está cada vez más involucrado en el diálogo científico-político y en la extensión y el alcance para el beneficio de nuestros bosques.

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