Polybia paulista es una especie de avispa eusocial que se encuentra en Brasil , Paraguay y Argentina .
El veneno de P. paulista contiene un péptido con potencial uso como sustancia quimioterapéutica llamado Polybia-MP1. Este péptido mata las células cancerosas dejando intactas las células sanas. [1]
Polybia paulista se encuentra en áreas tropicales de Argentina, Paraguay y prevalece en Brasil, específicamente en São Paulo. [2] La anidación y la colonización tienden a ocurrir en áreas donde tienen protección contra la intemperie. [3] Puede haber hasta tres colonias en el mismo lugar y los enjambres están presentes periódicamente. [2] El desarrollo inicial del nido comienza con el enjambre o la fuga en el que se utiliza el primer peine para fijar el nido a un sustrato. [3] El primer panal tiene desarrollo de envolturas pero no se encuentran huevos, debido a la baja tasa de supervivencia. [3] Durante este período hay un gran porcentaje de la colonia en el exterior del nido debido a la falta de espacio disponible dentro del nido. Esto crea un grupo apretado de avispas alrededor del nido, lo que limita el acceso al nido a los depredadores, como las hormigas. [3] El enjambre en el exterior del nido ya no está presente alrededor del período de 10 días. Este tiempo puede fluctuar dependiendo de la temporada, las temperaturas más cálidas permiten un ritmo de trabajo más rápido de las avispas, lo que provoca una construcción más rápida del nido. [3]
Hay una pausa en la construcción de nidos para permitir la emergencia de las larvas, esto es para asignar recursos al desarrollo de las larvas. [3] Una vez que emerge la larva, se construye un panal final alrededor de los 12 días; con un recuento final de peine de 5 a 6. El tamaño de una colonia varía durante todo el desarrollo del nido, específicamente durante la fase de energización hay alrededor de 4500 avispas y hasta 13000 avispas durante la producción de machos. [4] El número de reinas también varía a lo largo del desarrollo de la colonia, debido a que P. paulista es poligénico, hay un reclutamiento constante de reinas jóvenes. [5] Por lo tanto, se han encontrado entre 10 y 94 reinas en el nido durante todo el ciclo de la colonia. [4]
Polybia paulista son avispas fundadoras de enjambres que son sociedades altamente sociales y complejas. [6] La organización diversa de la estructura social crea diferentes lugares de partición, recolectando, transportando o almacenando recursos. [6] En las colonias existe una división del trabajo que se basa en la diferenciación de edades y castas; las castas jóvenes tienen un riesgo bajo en las tareas de los nidos, las castas de los espejismos participan en actividades externas de los nidos, como la construcción y la defensa contra depredadores o parásitos, y las castas más viejas realizan tareas de alto riesgo, como la búsqueda de alimento. [6] Los trabajadores designados en la colonia tienen las tareas de construcción de nidos, búsqueda de alimento, alimentación de crías y defensa de la colonia. [6]
La búsqueda de alimento es una parte esencial de la supervivencia de las colonias, ya que permite el crecimiento de la colonia y la relación ecológica entre la colonia y el ecosistema. [6] La principal influencia de la búsqueda de alimento es la temperatura, donde el aumento de la temperatura provoca un aumento en la búsqueda de alimento. Esto generalmente se debe al aumento de los requisitos de agua para enfriar el nido si los trabajadores no pueden enfriar el nido abanicando sus alas. [6] Luego, el agua se esparce sobre panales y sobres, lo que permite la disminución de la temperatura del nido mediante evaporación. [6] Se observa que la búsqueda de alimento se lleva a cabo durante un rango específico de temperatura, de 19,5 °C a 32 °C. [6] La temperatura también regula la búsqueda de alimento durante el vuelo; las avispas no pueden volar hasta que alcanzan una temperatura torácica distinta. Esto se puede lograr a través de factores ambientales o cuando los trabajadores flexionan los músculos de vuelo para aumentar la temperatura torácica. [6] La humedad y la intensidad de la luz tienen resultados mixtos en el impacto sobre la búsqueda de alimento, pero parecen correlacionarse con la temperatura. [6]
Hay cuatro elementos importantes que P. paulista busca preferentemente. El primero es el agua, que se recolecta durante todo el año y se utiliza para el control de la temperatura, la construcción de nidos y los procesos metabólicos. [6] La fibra o pulpa vegetal también se recolecta como alimento y, por lo general, se recolecta durante los meses de agosto a septiembre y de diciembre a enero. La fibra de madera macerada convertida en pulpa se utiliza para reparar celdas y envolturas, así como para la construcción de nidos. [6] La proteína animal también se recolecta durante todo el año y se utiliza para alimentar a las larvas. La demanda de proteína animal depende de la cantidad de inmaduros en la colonia y del ciclo en el que se encuentra actualmente la colonia. [6] Finalmente, los carbohidratos se generan durante todo el año para obtener energía y son importantes en la dieta de las avispas adultas. Las avispas parecen alimentarse principalmente de frutos de cactus y se centran en las especies de cactus que abundan y están fácilmente disponibles durante esa época del año. [7]
En una colonia de avispas del papel que alberga enjambres, hay múltiples reinas dependiendo del ciclo y la progresión de la colonia. [5] Las reinas jóvenes tienden a ser morfológicamente similares a las de las obreras, pero se puede encontrar alguna distinción en las reinas mayores, generalmente con el tamaño físico. [4] [8] Las reinas tienen una vida útil de hasta 1 año, mientras que el ciclo de vida de las obreras dura 30 días, siendo el primer día de vuelo alrededor del sexto día. [4] [5] La dominancia de la reina se atribuye a la dominancia social, que se cree que es un comportamiento y que hace que la colonia pase de ser política a ser monoginia. [9] Además del tamaño físico de la reina, donde se observa que las reinas más jóvenes reemplazan a las reinas más viejas en función del desarrollo del tamaño. [9]
Las reinas tienen la capacidad de almacenar espermatozoides en la espermateca y utilizarlos cuando sus óvulos necesitan ser fertilizados. Se crean sobres sobre los panales para proteger las células de cría durante la oviposición. [6] El desarrollo de envolturas ayuda a regular una preocupación común con la pérdida de agua en los huevos, lo que hace que la embriosgénesis entre en estado latente. [6] Los huevos se convierten en obreras a lo largo del año y tiene lugar en períodos intermedios. [6]
Polybia paulista tiene 5 estadios larvarios y permite el crecimiento y desarrollo de múltiples características morfológicas. [10] El tamaño de la cabeza generalmente aumenta con los estadios, pero la cantidad de crecimiento depende de influencias bióticas y abióticas. [10] Con cada estadio hay un aumento del peso corporal, las glándulas salivales y la glándula mandibular, y el desarrollo se asoció con las relaciones sociales y las tareas realizadas en la colonia. [6] Específicamente, los dientes laterales en las mandíbulas se desarrollan en el cuarto estadio, la apertura de los espiráculos del cuerpo en el segundo estadio y la presencia de espinas en el maxilar después del quinto estadio. [4]
El veneno de Polybia paulista ha sido actualmente un foco de estudio debido a su potencial para ser utilizado como sustancia quimioterapéutica. Actualmente hay 6 péptidos principales identificados que representan el 3% del 70% de la composición del veneno. [5] Los 6 péptidos son mastoparnas polybia MP-I y -II que inducen la desgranulación de los mastocitos, Polybines-I y -II que son péptidos acetilados N-terminales que participan en acciones inflamatorias, Polybia-CP que es un péptido quimiotáctico para leucocitos polimorfonucleados y péptidos en puentes disulfuro que promueven la secreción de insulina de las células beta. [5]
Las avispas utilizan el veneno para provocar acciones mnemotécnicas en las víctimas picadas mediante una respuesta inflamatoria a las toxinas y provocar malestar físico. Las toxinas son producidas por péptidos que tienen múltiples acciones, como la formación de edema doloroso, la hemólisis, la quimiotaxis de las leucoencefalopatía multifocal progresiva y la desgranulación de la mayoría de las células. [11] La variedad de la composición de péptidos para el veneno en individuos intra e inter nidos crea diferentes potencias y toxicidades. [5] Permitir que las avispas se defiendan de una gran cantidad de depredadores. [5]
Los compuestos de bajo peso molecular del veneno de las avispas provocan efectos anticonvulsivos y ansiolíticos en los bioensayos; que podría usarse para ayudar a tratar la epilepsia. [12] Se ha sugerido que Polybia MP-I es una nueva estrategia terapéutica en el tratamiento del cáncer de próstata y de vejiga, debido a su citotoxicidad relativamente menor para las células no afectadas. [13]
Las investigaciones también han demostrado que el veneno de P. paulista contiene un agente antimicrobiano, Mastoparan, que inhibe todas las formas de desarrollo de Trypanosoma cruzi , el parásito responsable de la enfermedad de Chagas . [14]
Polybia paulista presenta un péptido Polybia-MP1 que provoca una mayor permeabilidad en las células que contienen fosfatidilserina (PS) y fosfatidiletanolamina (PE) en la membrana externa. Como las células cancerosas presentan los fosfolípidos PS y PE en el exterior de la membrana celular, a diferencia de las células no cancerosas donde normalmente permanecen en el interior de la membrana celular, son susceptibles al péptido que provoca un aumento de la permeabilidad celular hasta un grado que Las moléculas críticas para la función celular pueden filtrarse. [15] [16] [17]
Se necesita más investigación para garantizar que Polybia-MP1 sea seguro para su uso como fármaco quimioterapéutico. [15] [17]
Polybia paulista está infectada por los parásitos estrepsipteros y una gregarina no descrita . [8] Ambos parásitos infieren el hemocele en el amo de los adultos. [8] Los estrepsipteros manipulan el tamaño corporal general de las obreras y hacen que las obreras abandonen el nido después de emerger como adultas. [8] Se descubrió que Gregarine provoca que los trabajadores tengan un tamaño corporal más grande, pero se concluyó que estos parásitos prefieren un tamaño corporal de trabajadores más grande y prolongan el desarrollo de las larvas, lo que les permite crecer más. [8]