Investigadores de la Universidad de Montana han hecho otro descubrimiento a nivel celular para ayudar a comprender los procesos básicos de toda la vida en nuestro planeta, esta vez dentro de las bacterias inusuales que han vivido dentro de los insectos cigarra desde que los dinosaurios deambularon por la Tierra.

Durante los últimos 70 millones de años, las bacterias sufrieron adaptaciones extremas para vivir dentro de los cuerpos de los insectos, perdiendo entre un 95 y un 97 por ciento de sus genes y dando como resultado algunos de los genomas más pequeños conocidos por cualquier organismo. En el proceso, perdieron la capacidad de vivir en cualquier lugar fuera de las cigarras.

"Los complejos simbióticos de cigarra son muy diferentes de cualquier otro organismo conocido, "dijo Matt Campbell, un estudiante graduado de la UM que estudia cigarras en el laboratorio del profesor asociado de biología de la UM John McCutcheon, basado en la División de Ciencias Biológicas.

Muchos insectos viven en asociaciones muy estrechas con beneficiosos, o "simbiótico, "bacterias. Estas simbiosis bacterianas son de importancia crítica para los insectos que consumen solo un tipo de alimento al que le faltan algunos nutrientes esenciales. Por ejemplo, los piojos que se alimentan de sangre, así como los insectos que se alimentan de la savia de las plantas, los pulgones, saltahojas y cigarras.

La investigación de la UM ha demostrado que las bacterias simbióticas de las cigarras producen aminoácidos y vitaminas que sus insectos anfitriones necesitan para crecer y reproducirse.Durante tres temporadas de campo, el estudio de una cigarra sudamericana, El investigador postdoctoral de la UM, Piotr Lukasik, descubrió que muchas de las bacterias simbióticas únicas de la especie evolucionaron en complejos de varios tipos diferentes de bacterias en la misma cigarra.

"A través de ese proceso, bacterias individuales han perdido muchos genes y ahora dependen unas de otras porque cada tipo contiene genes esenciales, "Dijo Lukasik." Los diferentes tipos deben trabajar todos juntos para proporcionar los aminoácidos y las vitaminas que requiere su huésped cigarra ".

Una especie diferente de cigarra, ubicado en el este de EE. UU., contiene docenas de pequeños, tipos de bacterias que evolucionan rápidamente. Los tipos individuales generalmente contienen pocos genes reconocibles y se distribuyen entre diferentes compartimentos celulares dentro de una cigarra de una manera que no se comprende completamente.

"Las cigarras albergan complejos simbióticos en lugar de uno solo, bacterias de buen comportamiento, que podría ser un desafío para la especie, "Dijo Lukasik." Después de todo, cuando necesita una comida, ya sea una vitamina requerida por una cigarra o una pizza ansiada por un estudiante hambriento, es más fácil obtenerla de una sola fuente en lugar de prepararla de varias fuentes diferentes ".

Los investigadores creen que esta evolución de la bacteria ocurrió por casualidad, y a pesar de no ayudar a la cigarra, las criaturas microscópicas deben quedarse a largo plazo porque la cigarra ahora las necesita para sobrevivir.

"En efecto, las cigarras con los ciclos de vida más largos son también las que tienen los simbiontes bacterianos más locos, "Dijo Lukasik.

La investigación se publicó recientemente en el Biología actual artículo "Degradación idiosincrásica del genoma en un endosimbionte bacteriano de cigarras periódicas, "así como en el estudio" Orígenes múltiples de complejos endosimbióticos interdependientes en un género de cigarras "en el último número de procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América.