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Blochmannia

Al igual que otras especies del género de hormigas Camponotus ( hormigas carpinteras ), la C. pennsylvanicus que anida en la madera (que se muestra aquí) posee el endosimbionte bacteriano obligado Blochmannia .

Blochmannia es un género de bacterias simbióticas que se encuentran en la hormiga carpintera . Hay más de 1000 especies de estas hormigas y, a partir de 2014, de las más de 30 especies de hormigas carpinteras que se han investigado, todas contienen alguna forma de Blochmannia . [2] [3] Las células llenas de bacterias actualmente conocidas como miembros del género Blochmannia fueron descubiertas por primera vez por el zoólogo F. Blochmann en los ovarios y el intestino medio de los insectos en la década de 1880. [4] [5] En 2000, Candidatus Blochmannia fue propuesto como su propio género. [5]

La endosimbiosis , o cuando la bacteria Blochmannia y las hormigas huésped se unieron, ocurrió hace unos 30 a 40 millones de años. [2] Al comparar dos especies de Blochmannia que divergieron evolutivamente hace entre 15 y 20 millones de años, la extrema similitud entre sus genes significa que las bacterias Blochmannia tienen altos niveles de conservación genética . [6] Las altas cantidades de conservación genética sugieren que los genes de Blochmannia carecen de algunos mecanismos de recombinación . [6]

La bacteria Blochmannia se encuentra en el intestino medio de las hormigas carpinteras, así como en los ovarios de las hembras de las hormigas carpinteras. [4] Blochmannia es importante en la síntesis de aminoácidos esenciales y no esenciales, incluida la tirosina , y ayuda a la hormiga a procesar el nitrógeno. [2] [7] La ​​bacteria Blochmannia mejora la nutrición de las hormigas y, al hacerlo, también es importante para la salud general de la colonia de hormigas . [7] Según el estudio de Zientz et al., Blochmannia mejora la salud de la colonia de hormigas en su conjunto porque las hormigas obreras utilizan un sistema de " trofalaxis y regurgitación" para proporcionar alimento a la colonia. [7] Cuando se compararon las colonias de control que tenían Blochmannia con grupos donde las hormigas obreras habían recibido antibióticos para reducir sus niveles de Blochmannia , la salud de la colonia de control fue superior. [7] Zientz propone que esta aptitud superior de las colonias de hormigas de control probablemente se deba a que Blochmannia mejora la calidad nutricional de los alimentos que las hormigas obreras suministran a las hormigas jóvenes, ya que los efectos sobre la salud de Blochmannia parecen disminuir con la maduración de la hormiga. [7]

La bacteria Blochmannia es sensible al calor. En un experimento, cuando se expuso a un aumento de calor de 99,87 °F (37,7 °C) durante 4 semanas, más del 99% de Blochmannia desapareció. [8] Sin embargo, incluso después de 16 semanas de exposición al calor, sobrevivieron pequeñas cantidades de Blochmannia . [8] Según los investigadores Fan y Wernegreen, este experimento sugiere que la Blochmannia en las hormigas podría ser vulnerable a los efectos del calentamiento global . [8]

Referencias

  1. ^ "Candidatus Blochmannia floridanus (Candidatus Blochmannia floridanus) Puerta de enlace del navegador del genoma". El navegador del genoma de la UCSC . Grupo de Bioinformática del Genoma de la UC Santa Cruz.
  2. ^ abc Feldhaar, Heike; Straka, Josef; Krischke, Markus; Bertoldo, Cristina; Stoll, Sascha; Mueller, Martín; Bruto, Roy (2007). "Mejora nutricional de las hormigas carpinteras omnívoras por el endosimbionte Blochmannia". Biología BMC . 5 (1): artículo #48. doi : 10.1186/1741-7007-5-48 . PMC 2206011 . PMID  17971224. 
  3. ^ Él, Hong; Wei, Cong; Wheeler, Diana (20 de abril de 2014). "Las comunidades bacterianas intestinales asociadas con hormigas de Camponotus fragilis (Formicidae: Formicinae) criadas en laboratorio y recolectadas en el campo". Microbiología actual . 69 (3): 292–302. doi :10.1007/s00284-014-0586-8. PMID  24748441. S2CID  16285607.
  4. ^ ab Sauer, Cristina; Dudaczek, Dieter; Hölldobler, Bert; Gross, Roy (septiembre de 2002). "Localización tisular de la bacteria endosimbiótica" Candidatus Blochmannia floridanus "en adultos y larvas de la hormiga carpintera Camponotus floridanus". Microbiología Aplicada y Ambiental . 68 (9): 4187–4193. Código Bib : 2002ApEnM..68.4187S. doi :10.1128/AEM.68.9.4187-4193.2002. PMC 124124 . PMID  12200264. 
  5. ^ ab Sauer, Cristina; Stackebrandt, Erko; Gadau, Jürgen; Hölldobler, Bert; Bruto, Roy (2000). "Relaciones sistemáticas y coespeciación de endosimbiontes bacterianos y sus especies huésped de hormiga carpintera: propuesta del nuevo taxón Candidatus Blochmannia gen. Nov". Revista Internacional de Microbiología Sistemática y Evolutiva . 50 (5): 1877–1886. doi : 10.1099/00207713-50-5-1877 . PMID  11034499.
  6. ^ ab Degnan, Patricio; Lázaro, Adán; Wernegreen, Jennifer (agosto de 2005). "La secuencia del genoma de Blochmannia pennsylvanicus indica tendencias evolutivas paralelas entre mutualistas bacterianos de insectos". Investigación del genoma . 15 (8): 1023–1033. doi :10.1101/gr.3771305. PMC 1182215 . PMID  16077009. 
  7. ^ abcde Zientz, Evelyn; Beyaert, Ivo; Bruto, Roy; Feldhaar, Heike (septiembre de 2006). "Relevancia de la endosimbiosis de Blochmannia floridanus y hormigas carpinteras en diferentes etapas del ciclo de vida del huésped". Microbiología Aplicada y Ambiental . 72 (9): 6027–6033. Código Bib : 2006ApEnM..72.6027Z. doi :10.1128/AEM.00933-06. PMC 1563639 . PMID  16957225. 
  8. ^ abc Fan, Yongliang; Wernegreen, Jennifer (octubre de 2013). "No puedo soportar el calor: las altas temperaturas agotan los endosimbiontes bacterianos de las hormigas". Ecología microbiana . 66 (3): 727–733. doi :10.1007/s00248-013-0264-6. PMC 3905736 . PMID  23872930.