A simple vista es difícil encontrar un insecto más aburrido que la cochinilla algodonosa (
Planococcus citri). Día sí y día también, durante su par de meses de vida, podemos ver a esta criatura alimentándose de la savia de su planta, normalmente una planta de café, cacao o un cítrico. Sin embargo este animal alberga uno de los ejemplos más fascinantes de simbiosis que se pueden encontrar en la naturaleza.
La
simbiosis es una relación estrecha y persistente entre dos organismos de diferentes especies en la que ambos salen beneficiados. Un ejemplo es la relación entre las hormigas y sus rebaños de áfidos y cochinillas. Las hormigas las protegen y las pasean por la planta como si de un rebaño se tratase. A cambio, las hormigas reciben melaza. Bien conocido, este primer ejemplo de relación simbiótica de las cochinillas palidece con el que podemos encontrar en su interior.
Ya hemos comentado que las cochinillas tienen una alimentación un tanto aburrida: savia de primer plato, savia de segundo... más savia de postre. Esta sustancia tiene azúcares, pero es pobre en proteínas. Las cochinillas solucionan en parte este problema filtrando grandes cantidades de savia y desechando azúcares que las hormigas aprovechan. Aún purificando savia en grandes cantidades, hay unos 10 aminoacidos esenciales que la cochinilla no puede obtener de la planta. Para sintetizarlos, como muchos otros organismos, la cochinilla pide ayuda de los mayores expertos del mundo natural en bioquímica: las bacterias.
Lo que hace peculiar a la cochinilla
Planococcus son los detalles de esta colaboración. Primero, a diferencia de las bacterias que viven en nuestro intestino y que nos ayudan a digerir largas cadenas de carbohidratos, las que ayudan a sintetizar productos para la cochinilla viven en el interior de sus células (endosimbiontes). La célula huesped provee a las bacterias en su interior de todos los nutrientes necesarios, de protección y de un entorno no muy variable, y estas a cambio le ayudan a sintetizar ciertos productos. Una asociación de este tipo fue probablemente la que hace alrededor de mil millones de años terminó dando origen a las mitocontrias y los cloroplastos, los orgánulos celulares que se encargan respectivamente de la respiración y de la fotosítesis.
En segundo lugar, son dos los endosimbiontes que podemos encontrar en las células de la cochinilla, la
Candidatus Tremblaya princeps y, en su interior, la diminuta gammaproteobacteria
Candidatus Moranella endobia. Sí, habéis leído bien: una bacteria dentro de otra bacteria que vive en el interior de una célula de un insecto. La imagen a la derecha de estas líneas (tomada de
esta entrada) fue obtenida por microscopía electrónica y se han coloreado artificialmente los diferentes componentes de esta auténtica matrioska simbiótica. En verde y gris, el núcleo y el citoplasma de la célula de la cochinilla. En azul las bacterias T. princeps que viven en su interior y en rojo la matrioska más pequeña del conjunto, M. endobia.
Ambas bacterias llevan el título de
Candidatus antes de su nombre, nombre que además no se escribe en cursiva, indicando que necesitan a su huésped para sobrevivir y que por tanto no pueden cultivarse en el laboratorio de forma aislada. Esto es debido a que tras tanto tiempo viviendo en el interior de su huésped, estas bacterias han perdido parte del genoma que les permitía una vida independiente (T. princeps sólo tiene 140 genes y 138.000 "letras" de ADN. M. endobia, que vive en su interior, tiene curiosamente unas tres veces esa cantidad).
Una consecuencia de este proceso de pérdida de genes es que la colaboración se hace más estrecha todavía: como se puede ver en la imagen superior, cada organismo se encarga de
una parte de la síntesis, y los productos intermedios
tienen que cruzar varias veces de uno a otro en el proceso, haciendo de esta matrioska biológica una verdadera matrioska simbiótica.
Fuentes:
An Interdependent Metabolic Patchwork in the Nested Symbiosis of Mealybugs
Power, Sex, Suicide: Mitochondria and the meaning of life
Cow-like Mealybug home to sexy symbiotic machine
