Bacterias para proteger a las abejas
Científicos han desarrollado cepas de bacterias genéticamente modificadas para proteger a las abejas melíferas de una tendencia mortal conocida como 'colapso de colonias'. Foto: katja

Un equipo multidisciplinar de investigadores detallan hoy en Science, órgano oficial de la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias (AAAS), que han desarrollado cepas de bacterias genéticamente modificadas para proteger a las abejas melíferas de una tendencia mortal conocida como colapso de colonias.

Un número cada vez mayor de colonias de abejas melíferas en EE UU ha visto la disminución de sus abejas adultas. Según una encuesta nacional, los apicultores perdieron cerca del 40% de estas colonias el invierno pasado. Es la la tasa más alta desde que comenzó la encuesta hace ya 13 años.

Las bacterias modificadas viven en el aparato digestivo de las abejas melíferas y actúan como fábricas biológicas, bombeando medicamentos que protegen a las abejas contra dos causas principales del colapso de la colonia: los ácaros Varroa y el virus del ala deformada.

Los investigadores de la Universidad de Texas en Austin creen que su método podría ampliarse en un futuro próximo para uso agrícola porque las bacterias modificadas son fáciles de cultivar, la inoculación de las abejas es sencilla y es poco probable que las bacterias modificadas se propaguen más allá de las abejas.

Diseño de bacterias para el microbioma de las abejas

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Científicos crían miles de abejas para su investigación en colmenas en la azotea de la Universidad de Texas, en el campus de Austin. Foto: Marsha Miller / Texas University

La profesora Nancy Moran, experta en biología integrativa e investigadora principal de este estudio, señala que “tiene implicaciones directas para la salud de las abejas”.

“Es la primera vez que alguien mejora la salud de las abejas mediante la ingeniería genética de su microbioma”, enfatiza Sean Leonard, miembro del equipo de científicos.

Con cierta frecuencia, se unen los ácaros Varroa y el virus del ala deformada. A medida que los ácaros se alimentan de las abejas, pueden propagar el virus, al tiempo que las debilitan y las hacen más vulnerables a los patógenos en el medio ambiente.

Para abordar cada problema, el equipo de investigadores de la Universidad de Texas diseñó una cepa de bacterias para atacar el virus y otra para los ácaros. En comparación con las abejas de control, las tratadas con la cepa de bacterias que atacan al virus tenían un 36,5% más de probabilidades de sobrevivir hasta 10 días.

Respuesta letal de ARNi en ácaros Varroa

Por su parte, los ácaros Varroa que se alimentan de otro grupo de abejas tratadas con la cepa de bacterias que atacan a los ácaros tenían aproximadamente el 70% de probabilidades de morir el día 10.

 ácaro Varroa plaga abejas
Un ácaro Varroa, una plaga común que puede debilitar a las abejas y hacerlas más susceptibles a los patógenos, se alimenta de una abeja melífera. Foto: Alex Wild / Texas University

Al igual que las personas, las abejas melíferas tienen un ecosistema de bacterias en sus entrañas llamado microbioma y también un mecanismo de defensa antiviral que se conoce con el nombre de interferencia de ARN (RNAi), que ayuda a combatir ciertos virus de ácido ribonucleico (ARN).

Cuando se introduce un virus de ARN, produce moléculas ARN de doble cadena que detecta una célula sana, lo que desencadena una respuesta inmune de ARNi.

Para promover una respuesta útil de ARNi a los virus en las abejas, y desencadenar una respuesta letal de ARNi en los ácaros, el equipo de científicos introdujo bacterias modificadas en cientos de abejas, en el laboratorio.

Bacterias altamente especializadas para vivir en el intestino de las abejas

Rociadas con una solución de agua azucarada que contenía la bacteria, las abejas ingirieron la solución. Así descubrieron que la inoculación de las abejas obreras jóvenes con las bacterias modificadas por ingeniería genética llevó a los sistemas inmunes de las abejas a prepararse para protegerlas contra el virus del ala deformada.

Se trata de virus de ARN, y dio lugar a que los propios sistemas inmunes de los ácaros lucharan y finalmente los aniquilaran.

Si bien los experimentos se llevaron a cabo bajo estrictos protocolos de biocontención utilizados con ingeniería genética, según la profesora Nancy Moran, incluso a falta de dichos protocolos, es muy bajo el riesgo de que las bacterias modificadas escapen a la naturaleza e infecten a otros insectos y, por lo tanto, confieran algunas superpotencias anti-plagas o anti-patógenos.

El tipo de bacteria utilizada es altamente especializada para vivir en el intestino de la abeja, no puede sobrevivir por mucho tiempo fuera de él y protege contra un virus que ataca solo a las abejas. Aún así, se necesitará más investigación para determinar la efectividad y seguridad de los tratamientos en entornos agrícolas.

Otro beneficio del enfoque es que los investigadores lo usen como herramienta para estudiar la genética de las abejas. Las bacterias manipuladas pueden derribar genes específicos, lo que permite conocer el funcionamiento del genoma de las abejas y, posiblemente, posibilitar nuevas estrategias de reproducción para producir colonias de abejas más robustas.

‘Apis mellifera’, la más abundante

Según información facilitada por el organismo de Naciones Unidas FAO (Food and Agriculture Organization), muchas especies de abejas recogen el néctar que luego convierten en miel y lo almacenan como fuentes de alimento.

Sólo las abejas que viven en grandes colonias almacenan cantidades de miel considerables; entre éstas están las del género Apis (abejas melíferas), Trigona y Melipona (Meliponas). Hasta el siglo XVII la miel de abeja era la única sustancia dulcificante comúnmente disponible.

Sin las abejas y los polinizadores, el 75% de los cultivos alimentarios humanos del mundo no existirían.
Sin embargo, las abejas y otros polinizadores están bajo amenaza. Vídeo : FAO

Las abejas melíferas más ampliamente utilizadas son las razas europeas Apis mellifera, una especie que se encuentra también en África y el Medio Oriente. Las abejas melíferas no son originarias de las Américas, Australia, Nueva Zelanda ni de las islas del Pacífico, pero durante los últimos cuatro siglos han sido introducidas razas europeas en todas estas regiones. Durante los últimos 30 años, su uso en Asia ha aumentado significativamente.

Las Apis mellifera originarias del África tropical son un poco más pequeñas que las europeas y su comportamiento es muy diferente. Son mucho más sensibles al peligro y salen de los panales para defenderlos, siempre según la FAO.

Las abejas melíferas tropicales tienden más a abandonar sus nidos o colmenas cuando son importunadas porque la posibilidad de sobrevivir es mayor en los climas tropicales. En algunas regiones, los enjambres de abejas melíferas emigran estacionalmente.

Propiedades medicinales de la miel

Por otra parte, hay muchas especies de abejas melíferas originarias de Asia. Algunas se crían en colmenas, pero otras construyen panales individuales y no se pueden criar en colmenas.

Los cazadores de miel saquean estos panales en búsqueda de su precioso néctar. En Bangladesh, India y Nepal, por ejemplo, la mayor parte de la miel proviene de la recolección de panales silvestres.

En las Américas no hay razas de abejas melíferas originarias. Su nicho ecológico está ocupado por muchas diferentes especies de abejas sin aguijón que fueron, y en algunas áreas todavía son, explotadas por su miel que es de particular importancia por sus propiedades medicinales.

No sabiendo nada de estas abejas indígenas, los colonizadores europeos llevaron abejas europeas al nuevo continente, sobre la base de las cuales se empezó a desarrollar la industria.

Abejas melíferas, cruciales para la agricultura

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Las abejas melíferas contribuyen con unos 20.000 millones de dólares cada año al valor de la producción agrícola de Estados Unidos y desempeñan un papel enorme en la producción mundial de alimentos. Foto: Freepik

En 1956 fueron introducidas algunas reinas de Apis mellifera africana en Brasil. Estas abejas sobrevivieron mejor en el Brasil tropical que sus predecesoras europeas, volviéndose en poco tiempo dominantes. Recibieron el nombre de abejas asesinas por los medios de comunicación y se han extendido a lo largo de América del Sur y Central y en el sur de Estados Unidos.

Presentan muchas de las características de las abejas melíferas africanas, lo que ha producido un cambio necesario en la gestión de las actividades de apicultura, en cuanto a la búsqueda de mejores rendimientos para los apicultores.

Las abejas melíferas, según datos facilitados por la Federación Americana de Apicultura, contribuyen con unos 20.000 millones de dólares cada año al valor de la producción agrícola de Estados Unidos y desempeñan un papel enorme en la producción mundial de alimentos.

Sin las abejas melíferas, docenas de cultivos, desde almendras hasta bayas y brócoli, desaparecerían o producirían significativamente menos alimento.

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