Investigadores del BSRC «Alexander Fleming» en Grecia han optimizado un método para caracterizar los rastros de ADN en la miel, revelando las especies con las que interactúan las abejas.
por el Centro de Investigación de Ciencias Biomédicas Alexander Fleming
Este trabajo colaborativo dirigido por el investigador Dr. Solenn Patalano permitió monitorear la variabilidad de las dietas de las abejas a lo largo del año, revelando la microbiota de las abejas de una manera no invasiva, así como identificando las especies patógenas a las que se enfrentan. El estudio de investigación se publica en la revista Molecular Ecology Resources y, aunque se encuentra en una etapa exploratoria temprana, puede revolucionar la forma en que entendemos los nichos ecológicos de las abejas.
¿Por qué es importante comprender el nicho ecológico de las abejas?
Lo que define el nicho ecológico de un organismo es un delicado equilibrio de interacciones y ajustes con otras especies que coexisten dentro del mismo hábitat. Al polinizar árboles y flores, las abejas explotan una gran cantidad de especies de plantas con flores para obtener sus propios recursos alimenticios y crecimiento. Por otro lado, las colonias de abejas también se debilitan cuando las condiciones ambientales favorecen la propagación de especies patógenas, como los ácaros Varroa. La dinámica de las especies del nicho ecológico de las abejas melíferas está, por lo tanto, indisolublemente ligada al tipo de hábitat en el que viven las abejas y sus cambios estacionales.
Ante la creciente reestructuración de las zonas agrícolas y los efectos del cambio climático, los nichos ecológicos de las abejas son cada vez más vulnerables. Una mejor comprensión de la dinámica de las interacciones entre las abejas y las especies circundantes ayudará a identificar períodos y zonas de riesgo para las abejas. «Esto es extremadamente importante en los entornos rurales y agrícolas, donde las interacciones de las especies influyen en la productividad de los cultivos. Es convincente cuánto de nuestra alimentación y supervivencia depende del funcionamiento adecuado de los pequeños insectos», comentó Anastasios Galanis, el primer autor del estudio.
La miel, un marcador único de diversidad vegetal ambiental
Las abejas hacen miel regurgitando el néctar y el polen de las flores que buscan y luego colocándolo en las celdas de su colmena hasta que se evapore suficiente agua. A través de este proceso, la miel entra en contacto con una variedad de organismos y, por lo tanto, contiene ADN de múltiples especies, denominadas colectivamente ADN ambiental (eDNA); esto se origina a partir de plantas forrajeras, las bacterias intestinales de las abejas y posibles patógenos de colmenas. El método optimizado ahora publicado llamado ‘metagenómica de escopeta directa’ implica la secuenciación y la identificación completa de los fragmentos de eDNA que se encuentran en la miel. Como explica Galanis: «El diseño y las pruebas de un canal bioinformático sintonizado para datos metagenómicos de la miel nos permiten aumentar la sensibilidad y la especificidad; por lo tanto, podemos tener bastante confianza en la identificación de ciertas especies».
En este estudio, los investigadores analizaron varias muestras de miel de un colmenar ubicado en un paisaje típicamente mediterráneo. Identificaron más de 40 especies de plantas que reflejan toda la diversidad botánica que rodea a las colmenas. «Lo que fue muy sorprendente», dijo el Dr. Patalano, «es ver cuán variable es la abundancia de eDNA de la planta a lo largo de las estaciones, lo que refleja perfectamente las adaptaciones de comportamiento de alimentación que siguen a la floración de la planta». Los investigadores también compararon las diferentes muestras de miel mediante el uso de melisopalinología (utilizando la forma de los granos de polen para la caracterización). Más allá de la gran complementariedad de los dos análisis, el estudio reveló que el enfoque metagenómico también revela un comportamiento de alimentación sin polen, como la alimentación de melaza de pino, un recurso alimenticio importante para la supervivencia de las abejas a principios de otoño.
Anticipar enfermedades y la propagación de patógenos.
Al contrario de lo que se podría pensar, el nicho ecológico de las abejas se extiende mucho más allá de las plantas. En las muestras de miel analizadas, los investigadores revelaron un número aún mayor de especies bacterianas de eDNA, la gran mayoría de las cuales emana de microorganismos considerados inofensivos y que comprenden las especies centrales del microbioma de la abeja. El Dr. Patalano explica que «al igual que el microbioma intestinal humano, el microbioma intestinal de la abeja es un elemento importante para su salud. Ya sabemos que los factores estresantes ambientales, como los pesticidas, pueden dañar gravemente las comunidades microbianas intestinales y aumentar el riesgo de enfermedades de las abejas. Pero cómo funciona esto sigue siendo en gran parte desconocido». Con este trabajo, los investigadores proporcionan evidencia de que el enfoque de la metagenómica de la miel permite el estudio de la variación del microbioma intestinal sin necesidad de sacrificar a las abejas.
Los investigadores también buscaron la presencia de eDNA de patógenos putativos. Descubrieron que los rastros de eDNA del ácaro Varroa en la miel coincidían directamente con la contaminación de la colmena observada. Es una señal prometedora que esta investigación podría eventualmente usarse para monitorear y anticipar enfermedades y patógenos en estudios a gran escala.
«En el futuro, este trabajo también podría tener implicaciones muy importantes para los humanos. Si queremos garantizar los servicios ecosistémicos , como la polinización de frutas y verduras, al mismo tiempo que mantenemos la biodiversidad de las especies, también debemos salvaguardar la salud de las abejas. Nuestro desafío es construir biomonitoreo estrategias para identificar los nichos ecológicos más aptos para todos los polinizadores”, concluyó el Dr. Patalano.
Más información: Anastasios Galanis et al, Preferencias de forrajeo de abejas, microbiota y patógenos revelados por metagenómica de escopeta directa de la miel, Molecular Ecology Resources (2022). DOI: 10.1111/1755-0998.13626
