Cada vez hay más conciencia en todo el mundo sobre el papel crucial que desempeñan las abejas y otros polinizadores en la conservación de los hábitats naturales y la seguridad del suministro de alimentos.
por Gareth Willmer, Horizon: la revista de investigación e innovación de la UE
En el período previo al Día Mundial de las Abejas el 20 de mayo, la revista Horizon analiza de cerca cómo los microorganismos en el intestino de las abejas son clave para asegurar el futuro de los insectos y del planeta.
Dado que las tres cuartas partes de los cultivos alimentarios mundiales dependen en cierta medida de los polinizadores, garantizar el bienestar de estos ingeniosos insectos a medida que enfrentan la pérdida de hábitat , la contaminación y los pesticidas será fundamental para mejorar las provisiones de alimentos en los próximos años.
Abeja fácil
Tanto para las abejas como para los humanos, un tracto digestivo saludable podría contribuir en gran medida a mejorar la longevidad. Es por eso que los investigadores están estudiando el misterioso microbioma interno en las entrañas de las abejas para obtener más información sobre su resistencia a las enfermedades y la mejor manera de protegerse contra ellas.
«La microbiota intestinal es importante para proteger a las abejas contra los patógenos», dijo la Dra. Amélie Cabirol, investigadora postdoctoral en salud de las abejas en la Universidad de Lausana en Suiza. «Necesitamos comprender todos los determinantes de la fisiología de la abeja para poder decir ‘Esta es la tarjeta de identificación de una abeja sana'».
En el mundo de las abejas, la esperanza de vida promedio puede oscilar entre ocho semanas y cinco años, según el tipo de abeja. Las abejas obreras mueren en cuestión de meses, mientras que las abejas reinas pueden vivir durante años.
El intestino de una abeja es relativamente sencillo de estudiar porque está dominado por comunidades especializadas de solo alrededor de nueve especies bacterianas . Eso significa que podrían servir como una buena base para aprender más sobre el microbioma en otras especies también, incluidos los humanos.
Algunos pesticidas y herbicidas afectan la microbiota intestinal de las abejas. Los pesticidas llamados neonicotinoides a menudo se han implicado en la disminución de los polinizadores. Si bien su uso al aire libre se prohibió en la UE en 2018, se han otorgado exenciones antes de los intentos recientes de poner fin a la práctica .
Los cambios en lo que hay en el intestino de una abeja no siempre son letales, pero aún pueden obstaculizar la capacidad de polinizar.
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Vínculo bacterias-memoria
«Cada vez hay más pruebas de que tener una microbiota intestinal alterada tendrá un impacto en el aprendizaje y el rendimiento de la memoria de las abejas», dijo Cabirol. «Tales habilidades cognitivas son importantes para que las abejas asocien los olores con el néctar que obtienen de las flores y, por lo tanto, recuerden las mejores fuentes de alimento en su entorno».
El proyecto HarmHoney en el que trabajó investigó la salud intestinal de las abejas mediante la secuenciación genética y el estudio de pequeñas moléculas involucradas en el metabolismo dentro de las células. La iniciativa estuvo vigente desde mayo de 2020 hasta octubre de 2022.
El equipo de Cabirol descubrió que las abejas aprendían y memorizaban mejor la información cuando su intestino contenía cinco tipos de bacterias centrales que cuando contenían solo uno o ninguno.
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Eso sugiere que el rendimiento mejora con las interacciones entre los tipos de microbios. El siguiente paso será probar varias combinaciones para identificar lo que está sucediendo.
“Ahora, solo podemos decir que cada miembro microbiano por sí solo no es suficiente para promover estas habilidades cognitivas, pero aún no podemos decir si cada miembro es necesario para esto”, dijo Cabirol.
Aunque investigaciones recientes sugieren que las abejas melíferas han aumentado en las últimas décadas, dijo que las colonias individuales aún pueden sufrir pérdidas graves y espera que los hallazgos de HarmHoney se puedan aplicar a otras especies de abejas amenazadas.
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Por ejemplo, los estudios realizados por sus colegas en la Universidad de Lausana han comenzado a desentrañar más sobre la diversidad en los microbiomas intestinales de las llamadas abejas sin aguijón.
La relativa facilidad para estudiar a las abejas como resultado de factores como su amplia presencia global las convierte en buenos casos de prueba, según Cabirol.
«Las pérdidas de colonias de abejas activan la alarma de que otras poblaciones de abejas no gestionadas pueden estar sufriendo factores estresantes similares», dijo. «Comprender las causas del colapso de las colonias es fundamental para identificar los factores estresantes que pueden afectar a todos los polinizadores y debería ayudar a mejorar las prácticas agrícolas y apícolas».
Problema de parásitos
Entre los factores estresantes que enfrentan las abejas se encuentran los parásitos intestinales como Nosema ceranae, que se ha generalizado en todo el mundo .
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La infección de abejas adultas a una edad temprana puede hacer que tengan dificultad para digerir los alimentos por el resto de sus vidas. Las implicaciones de seguimiento incluyen una vida útil más corta y una salud, población y rendimiento de la colonia reducidos, lo que en última instancia puede provocar la muerte de la colonia.
Históricamente, el antibiótico fumagilina se ha utilizado contra las especies de Nosema, pero su uso se ha restringido en Europa como resultado de la prohibición de los antibióticos en la apicultura y algunos estudios han cuestionado qué tan bien funciona realmente en Nosema ceranae. Eso requiere nuevos métodos de prevención.
«Tenemos que encontrar soluciones naturales que no creen problemas para las abejas y el medio ambiente», dijo la profesora Diana Di Gioia, microbióloga agrícola de la Universidad de Bolonia en Italia. «El concepto es que, si el huésped tiene una mayor composición de bacterias beneficiosas, puede reaccionar mejor a los parásitos».
Ha dirigido el proyecto NO PROBleMS que busca posibles nuevos tratamientos intestinales ecológicos para fortalecer la resistencia de las abejas a las enfermedades. La iniciativa, que comenzó en 2018, se ha extendido más allá de la fecha de finalización de marzo de 2023.
Durante el proyecto, el equipo ha llevado a cabo estudios basados en el ADN que involucran tanto soluciones bacterianas como productos derivados de plantas en el laboratorio y en el campo en Irlanda, Italia, Malta y Argentina para estudiar su efectividad bajo diferentes climas y niveles de infección.
fórmula secreta
Los investigadores descubrieron que una fórmula que contenía una mezcla de dos tipos de microorganismos beneficiosos parecía conducir a una reducción de Nosema ceranae.
El equipo ahora ha desarrollado una formulación prototipo basada en microorganismos probióticos y moléculas derivadas de plantas. La idea es que esta formulación, para la que se busca una patente, pueda alimentar a las abejas en su alimentación y ayudar a mejorar el equilibrio de su microbiota.
La esperanza es ejecutar un proyecto de seguimiento en el que la formulación pueda probarse en diferentes condiciones y dosis para perfeccionarla y determinar los mejores métodos de aplicación.
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Además de los beneficios para las abejas, la investigación sobre ellas puede ser muy útil para examinar el microbioma intestinal y su evolución de manera más amplia.
«Con las abejas, tenemos esta poderosa herramienta», dijo Di Gioia. «Parece que la abeja fue hecha para ser un modelo para examinar la microbiota intestinal».
