Los escarabajos del género Lagria necesitan un poco de ayuda de sus amigos bacterianos a lo largo de sus etapas de vida inmaduras. Pero mantenerlos en el mismo lugar durante toda la vida no es factible. Esto se debe a que los escarabajos son insectos holometábolos, que experimentan una reorganización corporal general (metamorfosis) como pupas.

Aquí, los científicos muestran por primera vez que los escarabajos han desarrollado una solución ingeniosa para este problema:las pupas hembras mantienen sus bacterias simbióticas en bolsillos especializados en su espalda. Cuando emergen como adultos, arrastran las bacterias fuera de estos bolsillos, hacia atrás y luego hacia su área genital.

"Aquí mostramos cómo un insecto puede mantener socios microbianos beneficiosos a pesar de los reordenamientos drásticos de las estructuras corporales que ocurren durante la metamorfosis", dijo la autora correspondiente, la Dra. Laura V Flórez, investigadora del Departamento de Ciencias Ambientales y Vegetales de la Universidad de Copenhague. "Al modificar 'bolsillos' únicos en sus espaldas, los escarabajos Lagria logran mantener sus simbiontes protectores y facilitar su reubicación durante la etapa de pupación en órganos adultos recién desarrollados".

Bolsillos traseros únicos

Las hembras de muchas especies de Lagria portan una mezcla de bacterias beneficiosas en sus glándulas accesorias, un par de glándulas al lado del oviducto. Cuando las hembras ponen huevos, las bacterias son expulsadas de las glándulas y depositadas en la superficie de los huevos. Los antibióticos producidos por las bacterias protegen los huevos, las larvas y las pupas de los escarabajos contra los hongos. En una de las especies estudiadas aquí, L. villosa, el componente más grande de la mezcla simbiótica es una cepa de la bacteria Burkholderia llamada Lv-StB, que ha perdido los genes y las estructuras celulares para la motilidad, y probablemente no pueda sobrevivir por mucho tiempo al aire libre. los escarabajos.

Flórez y sus colegas muestran que en las pupas hembras de L. villosa y L. hirta, los simbiontes viven principalmente dentro de los tres bolsillos de dos lóbulos en la parte posterior del tórax, donde pueden ser alimentados por los escarabajos. Tales 'bolsillos traseros' en larvas y pupas no se conocen en ningún otro insecto. En las pupas hembras, los simbiontes también se congregan en un cuarto lugar, entre las cerdas en la parte posterior de la cabeza. Los bolsillos son solo vestigiales en las pupas masculinas y contienen pocos o ningún simbionte. En las hembras adultas, los simbiontes viven exclusivamente en el interior de las glándulas accesorias, que están ausentes en los machos.

'Camino largo y sinuoso'

"Los simbiontes van desde la superficie del huevo altamente expuesta para colonizar los bolsillos en la parte posterior de las larvas y las pupas. Finalmente, terminan en glándulas especializadas asociadas con el sistema reproductivo de las hembras adultas", resumió la primera autora Rebekka S Janke, doctora. estudiante de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz.

Pero, ¿cómo colonizan las bacterias las glándulas accesorias después de la pupa? Para responder a esta pregunta, los autores esparcieron perlas fluorescentes de poliestireno de aproximadamente 1 m, de 1,0 μm de ancho, en pupas tempranas. Luego muestran que después de la emergencia, la mayoría de estas cuentas terminaron en la punta del abdomen. Los autores concluyen que las cuentas, como presumiblemente los simbiontes, se arrastran hacia los genitales por fricción durante el proceso de emergencia. Aún no se conoce el mecanismo por el cual los simbiontes colonizan las glándulas accesorias de las hembras.

"En la etapa adulta, el objetivo principal de los órganos simbióticos parece ser permitir la transmisión exitosa a la etapa de huevo y a la siguiente generación. Dado que solo las hembras ponen huevos, los machos adultos no necesitan llevar estos simbiontes potencialmente costosos y son un callejón sin salida para las bacterias", dijo Flórez.

El coautor, el Dr. Martin Kaltenpoth, profesor del Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena, agregó:"Para comprender mejor cómo se transmiten y mantienen los simbiontes beneficiosos dentro y entre generaciones, necesitaremos identificar qué factores del huésped y del simbionte regulan los simbiontes. establecimiento. Por ejemplo, ¿el anfitrión selecciona simbiontes específicos? ¿Y a través de qué mecanismos pueden los simbiontes inmóviles colonizar los órganos simbióticos? + Explora más

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