Si bien un apicultor que sopla nubes de dióxido de carbono en una colmena para calmar a los insectos es una imagen familiar para muchos, se sabe menos sobre sus otros efectos en las abejas. Un estudio reciente reveló pistas sobre cómo el compuesto químico afecta la fisiología de las abejas, incluida la reproducción.
por la Universidad Estatal de Pensilvania
El equipo de investigación, dirigido por un entomólogo de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State, se propuso desentrañar cómo el dióxido de carbono parece pasar por alto la diapausa, una fase similar a la hibernación durante la cual las abejas duermen durante el invierno, para desencadenar el proceso reproductivo en las abejas reinas.
Los investigadores encontraron que el dióxido de carbono primero indujo un cambio en el metabolismo, que luego desencadenó efectos secundarios en la reproducción. Los hallazgos, publicados recientemente en Insect Biochemistry and Molecular Biology , eran contrarios a las hipótesis anteriores.
«Anteriormente, se creía que el CO 2 afectaba directamente a la reproducción, pero este estudio es una de las primeras pruebas que muestra que probablemente no sea así», dijo Etya Amsalem, profesora asociada de entomología. «Descubrimos que el CO 2 cambia la forma en que los macronutrientes se almacenan y reasignan en el cuerpo. El hecho de que el proceso reproductivo se inicie es solo un artefacto de estos procesos».
Según los investigadores, los apicultores e investigadores suelen utilizar dióxido de carbono para sedar a las abejas y otros insectos. Pero además de inducir un efecto calmante, el dióxido de carbono también puede desencadenar una variedad de otras respuestas fisiológicas.
Por ejemplo, mientras que las reinas de abejorros generalmente entran en diapausa durante los meses de invierno antes de comenzar una nueva colonia en la primavera, los apicultores y los investigadores pueden usar dióxido de carbono para desencadenar el proceso reproductivo de las reinas antes de que ocurra por sí solo.
Amsalem dijo que había múltiples razones por las que ella y los otros investigadores querían realizar el estudio. En primer lugar, debido a que el dióxido de carbono se usa tanto, dijo que es importante comprender su modo de acción en los insectos, y particularmente en los abejorros, donde es una herramienta útil para que los colmenares comerciales produzcan colonias para la polinización durante todo el año. Pero el segundo fue comprender mejor cómo el uso de dióxido de carbono también podría influir en los resultados de la investigación.
«Sabemos que el dióxido de carbono puede tener muchos efectos, incluso en el comportamiento», dijo Amsalem. «Entonces, si está haciendo un estudio sobre los efectos de una manipulación específica en el comportamiento de las abejas y también está usando CO 2 como anestésico, ¿qué está estudiando realmente: el efecto de su manipulación o el efecto del CO 2 ?»
Para el estudio, los investigadores realizaron dos fases de experimentos. En el primero, los investigadores querían una mejor comprensión inicial de los efectos fisiológicos del dióxido de carbono en las reinas de los abejorros.
Los investigadores dividieron a las abejas en dos grupos: uno que permaneció sin tratar y otro que fue tratado con dióxido de carbono. Luego, el equipo examinó las abejas en tres momentos: justo después del tratamiento y luego tres y 10 días después. En cada momento, los investigadores examinaron los ovarios y midieron las concentraciones de macronutrientes en varios tejidos, lo que dio pistas sobre los cambios en la función metabólica a lo largo del tiempo.
«Las reinas tratadas con CO 2 exhibieron niveles más altos de activación ovárica que las no tratadas», dijo Amsalem. «Las gatas tratadas también experimentaron un cambio en la asignación de macronutrientes, con menos lípidos en el órgano conocido como ‘cuerpo graso’ y más glucógeno [una forma almacenada de glucosa] y proteínas en sus ovarios».
Con esta información de referencia, los investigadores querían descifrar cómo el dióxido de carbono afectaba tanto al metabolismo como a la reproducción. Usaron dióxido de carbono para tratar dos grupos adicionales de reinas: un grupo al que se le extirparon los ovarios y otro al que se trató con un antagonista de la hormona juvenil.
Los investigadores explicaron que este antagonista reduce los niveles de la hormona juvenil, que regula la reproducción y acelera el metabolismo, en los abejorros. Los científicos sospecharon que esta hormona es importante en la forma en que el dióxido de carbono podría afectar la fisiología de los insectos.
Esta vez, encontraron que las abejas a las que se les extirparon los ovarios experimentaron un cambio similar en los macronutrientes que las abejas en el grupo de control que todavía tenían los ovarios. Los investigadores dijeron que esto sugería que el dióxido de carbono afecta primero al metabolismo, ya que las abejas sin sus órganos reproductivos todavía experimentaban el mismo efecto.
Además, las abejas tratadas con el inhibidor de la hormona juvenil no exhibieron estos efectos metabólicos, lo que, según los investigadores, confirma el papel de esta hormona en la mediación de los efectos del dióxido de carbono.
Amsalem dijo que los hallazgos son importantes para comprender no solo cómo el dióxido de carbono afecta a los abejorros, sino a todos los insectos.
«El CO 2 tiene muchos impactos diferentes en los insectos, por lo que, como científicos, estamos tratando de encontrar un efecto que todos tengan en común para que podamos encontrar el proceso o mecanismo preciso que está creando estos efectos», dijo. «Por ejemplo, afecta positivamente la reproducción en las abejas , pero podría inhibirla en otros insectos. No es consistente en la forma en que afecta la reproducción. Pero creemos que es consistente en la forma en que afecta el metabolismo».
En este trabajo también participaron Katherine Barie, exestudiante de posgrado en la Facultad de Ciencias Agrícolas, y Eran Levin, investigador de la Universidad de Tel Aviv.
Más información: Katherine Barie et al, CO2 narcosis induce un cambio metabólico mediado por la hormona juvenil en Bombus impatiens gynes, Insect Biochemistry and Molecular Biology (2022). DOI: 10.1016/j.ibmb.2022.103831
