Los investigadores de Queen Mary han revelado una variación inesperada en los receptores neuronales de las abejas, lo que desafía las evaluaciones de seguridad actuales de los insecticidas, que funcionan al atacar estos receptores.
por Queen Mary, Universidad de Londres
Debido a que las abejas usan diferentes versiones de este receptor en diferentes tejidos y entre especies , puede ser imposible predecir con precisión los impactos de la exposición a insecticidas en las abejas.
Los agricultores usan insecticidas para proteger los cultivos de plantas de ser devorados por plagas. Desafortunadamente, aunque inicialmente se pensó que muchos insecticidas de uso común eran seguros, también pueden dañar a las abejas silvestres y otros polinizadores beneficiosos.
Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Queen Mary de Londres, publicado en Molecular Ecology , descubre el mecanismo molecular que explica por qué medir y evaluar los efectos de los insecticidas es tan difícil utilizando las prácticas de evaluación actuales.
Los insecticidas más utilizados, que incluyen los neonicotinoides y sus posibles sustitutos, se dirigen a un receptor neural que está presente en todos los animales. La idea de que las abejas podrían tener diferentes versiones de este receptor aún no se había considerado en las evaluaciones de seguridad de los insecticidas. Además, no estaba claro en qué medida las abejas usan estos receptores fuera del cerebro.
Los investigadores utilizaron técnicas moleculares de alta resolución para comprender cómo los cuerpos de los abejorros y las abejas melíferas construyen el receptor neuronal al que se dirigen los insecticidas. Los investigadores encontraron que en diferentes tejidos, el receptor se fabrica utilizando diferentes componentes.
También hubo grandes diferencias entre las abejas de diferentes edades y entre especies. Los efectos sobre un insecticida dependen de cómo se construye el receptor. Por lo tanto, las diversas formas en que se construyen los receptores pueden explicar por qué los insecticidas tienen efectos extremadamente diversos.
Descubrir tanta variación en cómo se ensamblan los receptores neuronales fue sorprendente.
La investigadora de Queen Mary, Alicja Witwicka, autora principal del estudio, dijo: «Ya sabíamos que los insecticidas pueden dañar a los polinizadores beneficiosos al afectar su comportamiento, su memoria, su destreza, su inmunidad y su capacidad para reproducirse. Ahora también sabemos por qué El insecticida puede dañar a los polinizadores de muchas maneras diferentes».
Llamado a la acción
Los hallazgos del estudio tienen serias implicaciones para las evaluaciones de seguridad que se llevan a cabo antes de rociar insecticidas en los cultivos para verificar si podrían dañar involuntariamente a los insectos polinizadores. Estas evaluaciones generalmente examinan una o unas pocas medidas de toxicidad en una o pocas especies e intentan extrapolar esos hallazgos a los riesgos generales para los cientos de otras especies de polinizadores que podrían estar expuestas.
Yannick Wurm, profesor de Genómica Evolutiva y Bioinformática en Queen Mary, dijo: «El trabajo anterior mostró que la composición del receptor afecta la susceptibilidad a los insecticidas. Ahora descubrimos que la composición del receptor varía entre tejidos y entre especies. Por lo tanto, es imposible justificar la simple extrapolación de medidas de toxicidad de los insecticidas de una especie o situación a otra. Debido a que las moléculas para la susceptibilidad a los insecticidas varían tanto dentro de los individuos y entre las especies, los legisladores deben reconsiderar cómo se evalúa la seguridad de los insecticidas».
Matt Shardlow, director ejecutivo de la organización benéfica Buglife, que no participó en el estudio, dijo: «A pesar del enorme impacto negativo que causan los pesticidas neonicotinoides en los polinizadores silvestres, no se han aprendido las lecciones y los procesos de aprobación de pesticidas no han mejorado. Esto La investigación subraya la importancia de probar los impactos de los pesticidas en una variedad de especies de abejas y etapas de vida, antes de que los productos químicos que pueden causar un gran daño a la naturaleza se liberen en el medio ambiente».
¿Cuáles son los receptores objetivo?
Los insecticidas generalmente tienen como objetivo matar una o pocas especies de plagas. Pero, de hecho, los insecticidas modernos más utilizados se dirigen a un receptor neural que es esencial en todos los animales para la transmisión de señales entre neuronas. Estos receptores neurales se denominan receptores nicotínicos de acetilcolina. La nueva investigación reveló que las neuronas en cada parte del cuerpo de una abeja utilizan estos receptores. Esto muestra que todas las partes de una abeja podrían verse afectadas por la exposición a insecticidas.
La nueva investigación también reveló una variación inesperada en la forma en que se construyen los receptores. Cada receptor se compone de cinco secciones o subunidades, y los planos genéticos de las abejas incluyen instrucciones para 10-15 versiones de la subunidad. Los investigadores revelaron que los receptores en diferentes partes del cuerpo se construyen usando diferentes combinaciones de subunidades. La combinación de subunidades que componen un receptor cambia fundamentalmente cómo se ve afectado por un insecticida.
La gran diversidad de receptores utilizados significa que la seguridad de los insecticidas debería probarse en cada versión del receptor. Es probable que esto sea inviable.
«Nuestro trabajo demuestra que los enfoques moleculares de alta resolución pueden ayudarnos a comprender mejor cómo funcionan los cuerpos de los polinizadores y, en última instancia, su salud», agregó Alicia Witwicka.
Más información: Alicja Witwicka et al, La expresión de subunidades de un receptor diana de insecticida varía según los tejidos, las etapas de vida, las castas y las especies de abejas sociales, Molecular Ecology (2022). DOI: 10.1111/mec.16811
