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Bacteria blattoidea

Blattabacterium es un género de bacterias endosimbiontes mutualistas obligadas que se cree que habitan en todas las especies de cucarachas estudiadas hasta la fecha, con la excepción del género Nocticola . [3] La presencia del género en la termita Mastotermes darwiniensis llevó a la especulación, posteriormente confirmada, de que las termitas y las cucarachas están vinculadas evolutivamente. [4] [5]

Diversidad

B. cuenoti se consideraba tradicionalmente la única especie del género Blattabacterium , [6] que a su vez es el único género de la familia Blattabacteriaceae . [7] Sin embargo, se han descrito tres nuevas especies hospedadas por diferentes especies de cucarachas en el género Cryptocercus :

El género antiguo (~150 Ma) conserva un conjunto básico de genes metabólicos. [8] Según el GTDB, las numerosas cepas del género han divergido lo suficiente a nivel de secuencia como para definir alrededor de 40 "especies" de B. cuenoti solamente. [9]

Además, se han encontrado géneros más nuevos suficientemente relacionados con el género como para justificar su asignación a la misma familia por GTDB : Ca. " Karelsulcia ", Ca. "Uzinura", Ca. "Walczuchella", todos simbiontes de insectos. [9]

Función

Blattabacterium vive dentro de las células grasas de los cuerpos grasos (tejidos de la cavidad abdominal que almacenan grasa) de sus huéspedes insectos. Cumple una función vital en el reciclaje de nitrógeno, lo cual es importante en insectos que viven principalmente de material vegetal como la madera, que es pobre en nitrógeno. En los insectos, el ácido úrico es un producto de desecho del metabolismo de las proteínas. Después de la descomposición del ácido úrico por el huésped (y su otra flora microbiana, como las bacterias intestinales y los hongos) en urea y/o amoníaco, Blattabacterium recicla el nitrógeno convirtiendo estos productos en glutamato y utilizando otras materias primas del huésped, es capaz de sintetizar todos los aminoácidos esenciales y varias vitaminas. [10] [11] Parece transmitirse a las generaciones sucesivas del huésped por infección de los óvulos de la madre antes de su fertilización. [12] Cuando Blattabacterium se agotó dentro de los cuerpos grasos del huésped, hubo una acumulación de urato, lo que demuestra que Blattabacterium puede estar desempeñando un papel en la regulación del metabolismo de las purinas. [13]

Transmisión

Generalmente, los endosimbiontes de los insectos se transmiten verticalmente , donde la madre pasará el endosimbionte a la descendencia a través de la línea germinal del óvulo. [14] Por lo tanto, comprender el comportamiento reproductivo del huésped es fundamental para entender cómo se transmite Blattabacterium .

Las cucarachas son un orden de insectos muy diverso llamado Blattodea , dentro de este orden las cucarachas exhiben una variedad de comportamiento reproductivo. La mayoría de las cucarachas son ovíparas , lo que significa que ponen sus huevos dentro de su entorno. Algunas cucarachas son ovovivíparas , donde los huevos en desarrollo permanecen dentro de la madre hasta que eclosionan. [15] En casos raros , se ha observado que las cucarachas como Diploptera punctata son vivíparas . Los embriones se desarrollan en un saco de huevos dentro de la madre y se les suministran nutrientes durante el desarrollo. [16]

Referencias

  1. ^ Kambhampati S (2010). "Familia II. Blattabacteriaceae fam. nov." En Krieg NR, Staley JT, Brown DR, Hedlund BP, Paster BJ, Ward NL, Ludwig W, Whitman WB (eds.). Manual de bacteriología sistemática de Bergey . Vol. 4 (2.ª ed.). Nueva York, NY: Springer. pág. 315.
  2. ^ Hollande AC, Favre R (1931). "La estructura citológica de Blattabacterium cuenoti (Mercier) NG, simbionte del tejido adipeux des Blattides ". Comptes Rendus des Séances de la Société de Biologie (París) . 107 : 752–754.
  3. ^ Lo N, Beninati T, Stone F, Walker J, Sacchi L (junio de 2007). "Cucarachas que carecen de endosimbiontes de Blattabacterium: el género filogenéticamente divergente Nocticola". Biology Letters . 3 (3): 327–330. doi :10.1098/rsbl.2006.0614. PMC 2464682 . PMID  17376757. 
  4. ^ Zuckerman W (16 de abril de 2011). "El superpoder secreto de la cucaracha". New Scientist .
  5. ^ Lo N, Eggleton P (2011). "Filogenética de las termitas y co-cladogénesis con simbiontes". En Bignell D, Roisin Y, Lo N (eds.). Biología de las termitas: una síntesis moderna . págs. 27–50. doi :10.1007/978-90-481-3977-4_2.
  6. ^ Clark JW, Kambhampati S (enero de 2003). "Análisis filogenético de Blattabacterium, bacteria endosimbiótica de la cucaracha de la madera, Cryptocercus (Blattodea: Cryptocercidae), incluyendo una descripción de tres nuevas especies". Filogenética molecular y evolución . 26 (1): 82–88. doi :10.1016/S1055-7903(02)00330-5. PMID  12470940.
  7. ^ Boone DR, Castenholz RW, eds. (2001). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Volumen 1. Las arqueas y las bacterias fototróficas y de ramificación profunda (2.ª ed.). Nueva York: Springer-Verlag. págs. 465-466. ISBN. 978-0-387-98771-2.
  8. ^ Patiño-Navarrete R, Moya A, Latorre A, Peretó J (2013). "Genómica comparativa de Blattabacterium cuenoti: el legado congelado de un antiguo genoma endosimbionte". Genome Biology and Evolution . 5 (2): 351–361. doi :10.1093/gbe/evt011. PMC 3590773 . PMID  23355305. 
  9. ^ ab "Árbol de Blattabacterium". Base de datos de taxonomía del genoma (GTDB) . Universidad de Queensland . Consultado el 20 de diciembre de 2022 .
  10. ^ Sabree ZL, Kambhampati S, Moran NA (noviembre de 2009). "Reciclaje de nitrógeno y provisión nutricional por Blattabacterium, el endosimbionte de la cucaracha". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 106 (46): 19521–19526. Bibcode :2009PNAS..10619521S. doi : 10.1073/pnas.0907504106 . PMC 2780778 . PMID  19880743. 
  11. ^ Patiño-Navarrete R, Piulachs MD, Belles X, Moya A, Latorre A, Peretó J (julio 2014). "La cucaracha Blattella germanica obtiene nitrógeno del ácido úrico a través de una vía metabólica compartida con su endosimbionte bacteriano". Biology Letters . 10 (7): 7. doi :10.1098/rsbl.2014.0407. PMC 4126632 . PMID  25079497. 
  12. ^ Carrasco P, Pérez-Cobas AE, van de Pol C, Baixeras J, Moya A, Latorre A (junio de 2014). "Sucesión de la microbiota intestinal en la cucaracha Blattella germanica". Microbiología Internacional . 17 (2): 99-109. doi :10.2436/20.1501.01.212. PMID  26418854.
  13. ^ Jahnes BC, Sabree ZL (junio de 2020). "Simbiosis nutricional y ecología de los sistemas de microbios intestinales del huésped en Blattodea". Current Opinion in Insect Science . Plagas y resistencia * Ecología del comportamiento. 39 : 35–41. doi : 10.1016/j.cois.2020.01.001 . PMID  32109859. S2CID  211565307.
  14. ^ Engelstädter J, Hurst GD (diciembre de 2009). "La ecología y evolución de los microbios que manipulan la reproducción del huésped". Revista anual de ecología, evolución y sistemática . 40 (1): 127–149. doi :10.1146/annurev.ecolsys.110308.120206. ISSN  1543-592X.
  15. ^ Hintze-Podufal C, Vetter R (1 de enero de 1996). "Control hormonal del comportamiento de cortejo y del ciclo reproductivo en la especie de cucaracha Blaptica dubia (Blattoidea: Blaberoidea: Blaberidae)". Entomologia Generalis . 20 (3): 169–175. doi :10.1127/entom.gen/20/1996/169. ISSN  0171-8177.
  16. ^ Jennings EC, Korthauer MW, Hamilton TL, Benoit JB (septiembre de 2019). "La viviparidad matrófica restringe la adquisición del microbioma durante la gestación en una cucaracha vivípara, Diploptera punctata". Ecología y evolución . 9 (18): 10601–10614. doi :10.1002/ece3.5580. PMC 6787804 . PMID  31624569. 

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