Jan 25

Como comerse una cucaracha y no morir en el intento, por una avispa

Las avispas son insectos, insectos con aguijones, aguijones cuya función principal no es defenderse, la mayoría de ellas los usan para aturdir insectos, los que despues funcionan como comida para sus larvas las cuales los devoran desde su interior mientras el insecto no puede hacer nada.

La naturaleza y en especial las avispas pueden ser crueles, pero seguramente les darán un punto a favor cuando les diga que algunas de sus victimas son los quizá insectos mas odiados, exactamente las cucarachas (las arañas no son insectos, solo por si alguien se las imagino), claro que comer cucarachas no es algo apetecible independientemente del sabor ya que están repletas de bacterias que pueden ser mortales para otros insectos o animales.avispa ampulex compressa

Entonces las avispas si quieren sobrevivir, tienen que tener alguna estrategia para lidiar con el zoológico de bacterias salvajes que tienen las cucarachas, una probable solución es que produzcan compuestos que maten o inhiban a las bacterias, para saber si este era el caso un grupo de investigadores alemanes colectaron cucarachas que estuvieran siendo devoradas por avispas y de una manera muy original encontraron que eso era justamente lo que sucedía.

ampulex compressa

Aquí se puede ver la larva de la avispa dentro de la cucaracha con ventana

Espero se pregunten cual fue la original forma para ver a las larvas de avispa hacer esto, y es muy facil las vieron por la ventana, claro que si bien las cucarachas son la casa de las avispas la mayoría de las cucarachas no tienen ventanas, así que equiparon a las cucarachas con ventanas quitandoles un pedazo de su abdomen y remplazandolo con un pedazo de vidrio, les dije que era original.

Lo que observaron a través de la ventana de la cucaracha es que la larva producía gotas de una substancia transparente y que posteriormente las distribuía en el interior de la cucaracha, justo como si estuviera limpiando su casa antes de devorarla, sin embargo esta ventana ademas de permitir la observación también funciono para analizar los efectos y la naturaleza de la substancia ya que las larvas también colocaron gotas  sobre esta.

Las gotas de la sustancia misteriosa contenían 9 compuestos polares que no se habían reportado ni para la avispa ni para la cucaracha, por lo que los consideraron como potenciales antimicrobianos, claro que realizar estudios detallados con microgotas es algo complicado así que para continuar con el estudio extrajeron los compuestos usando hexano, los extractos contenían los mismos 9 compuestos en las mismas proporciones mas algunos hidrocarburos comunes de insectos.

Los dos compuestos mas abundantes en la sustancia misteriosa fueron, melleina y micromolido (en otro post hablare de ellos) los cuales tienen efecto antibacteriano contra varias bacterias incluyendo a Serratia marcescens y Staphylococcus hycus que fueron las usadas en esta investigación, ademas para asegurarse que fueran estos compuestos los responsables de la actividad antimicrobiana crearon una mezcla sintética de estos la que tubo un efecto similar que el extracto original.

Hasta aquí todo esta genial pero como siempre hay traumas, para comenzar cuando estaba revisando la concentración en la que encontraron los compuestos me lleve una gran sorpresa al ver la desviación estándar, la cual es simplemente enorme, pero para que les platico mas simplemente vean la tabla que esta justo debajo de este párrafo.

ampulex compressa y periplaneta americana

Ahora esto nos lleva a preguntarnos, que es lo que genera las variaciones tan grandes en la concentración de los compuestos entre individuos, sera que los compuestos son indecibles y que algunas cucarachas tienen mas bacterias que otras, o bien hay algunas larvas que producen menos compuestos destinando de esta manera mas energía a su desarrollo, también podrían ser producidos por pulsos y tener una vida media bastante corta.

Espero pronto conocer la causa de las enormes variaciones, mientras tanto solo nos queda imaginar quiero decir realizar hipótesis sobre su causa.

Herzner, G., Schlecht, A., Dollhofer, V., Parzefall, C., Harrar, K., Kreuzer, A., Pilsl, L., & Ruther, J. (2013). Larvae of the parasitoid wasp Ampulex compressa sanitize their host, the American cockroach, with a blend of antimicrobials Proceedings of the National Academy of Sciences, 110 (4), 1369-1374 DOI: 10.1073/pnas.1213384110

Jan 22

¿Bacterias voladoras?

Estamos acostumbrados a escuchar que hay bacterias en todas partes, desde el suelo hasta el aire, pero que pasa con las nubes, tomémonos un minuto para pensar en que son las nubes, quizá su respuesta sea que son vapor de agua, pero no es así, las nubes no son mas que un montón de pequeñas gotas de agua flotando arriba muy muy arriba, que nos ayudan a imaginar cosas y ademas de participar en el ciclo del agua y como veremos también en el del carbono.

Subamos a las nubes nuevamente, ya sabemos que son montones de gotas de agua, pero no solo eso las gotas tienen cosas disueltas, algunas de ellas son sales poco apetecibles para las bacterias, pero también hay compuestos orgánicos como acetato, formato, sucinato, oxalato y malonato; todos ellos son fuentes de carbono y energía que muchas bacterias pueden utilizar.bacterias viviendo en la nube

Las nubes tienen alimento y agua lo que irónicamente podría parecer el cielo para las bacterias, pero por que no están llenas de bacterias, resulta que el cielo no es como lo anuncian, y ordinariamente el agua y alimento son suficientes pero las nubes no son ordinarias, arriba muy arriba hace frió mucho frió, claro que hay bacterias que pueden crecer a 0°C y de mantener su metabolismo a -20°C, así que quizá el la temperatura no sea la mayor razón.

Las nubes están expuestas a grandes cantidades de radiación solar, y la luz puede generar cosas malas para la vida, dentro de ellas peróxido de hidrógeno también conocido como agua oxigenada, la cual puede convertirse en radicales OH ya sea por fotolisis o por fenton ya que en las nubes también hay iones de fierro, sin embargo la mayoría de los seres vivos tienen una sorprendente batería enzimática para protegerse del daño causado por radicales libres.

Entonces la vida es mas que posible en las nubes, pero como saberlo con certeza, no podemos simplemente subir a un avión y sacar una caja de petri para maestrear nubes, y no me refiero a las imposibilidades técnicas pero al hecho de que esta aproximación no nos indicaría si los organismos que crezcan en nuestra caja estaba fisiologicamente activos o solo tuvieron la mala suerte de terminar en una nube.

Sabemos que si las bacterias están activas tendrán que alimentarse de algo, y conocemos los compuestos orgánicos que están disueltos en las nubes, así que si colectamos agua de nubes y medimos como cambia la concentración de estos compuestos podemos saber si están o no activos los microorganismos, claro que hay un problema mas, como saber que los compuestos no se degradan abioticamente el cual obviamente solucionamos filtrando el agua de nube para eliminar a las bacterias u otros organismos.

Al medir el cambio en las concentraciones de compuestos orgánicos observaron cosas bastante interesantes, hubo casos en algunos casos como en el del acetato, formato y succinato

degradacion de acetato y formato por bacterias

Pero no siempre es así, en algunos casos la degradación se debe a la fotolisis de los compuestos como en el caso del oxalato

degradacion de oxalato por bacterias

Ademas de medir la concentración de compuestos organismos podemos tomar una medida adicional,. la carga de adenilato, esto nos indica la relación ADP/ATP, es decir cuantas molecular de baja energía existen por cada molécula de alta energía, entre menor sea la relación mayor sera la actividad celular, brevemente podemos decir que las células activas tienen mas moléculas de alta energía que de baja energía.

Lo que observaron al medir la carga de adenilato es que todas las células tenían un indice entre 0.1 y 0.4 lo que concuerda con células metabolicamente activas

carga de adenilato de bacterias

Con lo anterior ahora sabemos que existen microorganismos metabolicamente activos en las nubes, por lo tanto estos contribuyen en los ciclos biogeoquimicos, calculan que estos microorganismos producen de 52 a 215 millones de toneladas de dióxido de carbono anualmente.

Como habrán notado use la palabra microorganismo en lugar de bacteria y eso se debe a que desafortunadamente, no determinaron que microorganismos eran los responsables aunque tengo un fuerte presentimiento de que lo son, sin embargo era importante aclarar ese punto.

Espero en un rato encontrar algo sobre las comunidades de las nubes pero aun mejor sobre su dinámica, saber si es que estoy bichos llegan incidentalmente a las nubes y sobreviven o quizá si es que este es un mecanismo para conquistar nuevos mundos.

Vaitilingom, M., Deguillaume, L., Vinatier, V., Sancelme, M., Amato, P., Chaumerliac, N., & Delort, A. (2012). Potential impact of microbial activity on the oxidant capacity and organic carbon budget in clouds Proceedings of the National Academy of Sciences, 110 (2), 559-564 DOI: 10.1073/pnas.1205743110

Oct 10

La curiosidad la historia de los gorilas y el gusano

Durante mi vida he escuchado en muchas ocasiones que la curiosidad es una propiedad exclusiva de los humanos, pero estos gorilas nos muestran que quizá nos equivoquemos y que la curiosidad es una propiedad de todos los seres vivos.

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Realmente me encantaría saber si las bacterias que veo todos los días tienen la misma curiosidad por mi, que la que yo tengo por ellas

Después de todo recordemos que “La curiosidad es la lujuria de la mente”

Aug 30

A comer sin contar calorias! El efecto de la restricción calorica en primates

La restricción calorica es un régimen alimenticio en el cual se limita la cantidad de calorías que consume un individuo, se asocia con múltiples beneficios como mejores habilidades físicas y mentales, incremento el en tempo de vida, decremento en el riego de enfermedades. Sin embargo esto se ha probado solamente en nematodos, moscas, peces, ratones y alguno que otro bicho no primate.

Actualmente se desconoce el mecanismo exacto por el cual la restricción calorica otorga todos esos beneficios, pero la teoría mas aceptada es que reduce el estrés oxidativo, por lo tanto el daño celular por especies reactivas de oxigeno es menor, lo que finalmente lleva a una menor acumulación de daño disminuyendo el envejecimiento celular.

No hay razón para pensar que los primates no nos beneficiaríamos de la restricción calorica de la misma manera que lo hacen los otros organismos, aun así para asegurarnos se han realizado estudios con primates, estos estudios a diferencia de los microbiologicos son bastante tardados debido al tiempo de vida de los primates, afortunadamente ahora tenemos algunos de los datos que nos permiten conocer el efecto de la restricción calorica sobre nuestros parientes cercanos.

Por supuesto como era de esperarse la naturaleza nos sorprende una vez mas mostrándonos que el efecto de la restricción calorica es prácticamente nulo sobre el tiempo de vida de los primates, por lo tanto si queremos tener una larga vida podemos buscar una alternativa a la restricción calorica y dejar de preocuparnos por contar cuantas calorias comemos.

Claro que la restricción calorica no es completamente inútil los changos que fueron sometidos a restricción calorica murieron mas delgados y con sus órganos en mejor estado que el grupo control,  por lo tanto podemos decir que la restricción calorica no nos dará una vida mas larga pero si una mejor vida, si el comer mucho no es muy importante claro esta.

Julie A. Mattison, George S. Roth, T. Mark Beasley, Edward M. Tilmont, April M. Handy,Richard L. Herbert, Dan L. Longo,David B. Allison, Jennifer E. Young,Mark Bryant, Dennis Barnard, Walter F. Ward, Wenbo Qi, Donald K. Ingram & Rafael de Cabo (2012). Impact of caloric restriction on health and survival in rhesus monkeys from the NIA study
Nature DOI: 10.1038/nature11432

Aug 24

El ataque de las bacterias cancerígenas !

No se me ocurrió que imagen poner así que, toca esta del cáncer según google

Vivimos en un tiempo en el que “todo” causa cáncer, claro que esto es un poco exagerado ya que si todo causara cáncer no seriamos mas que un montón de tumores caminantes, como sea hoy tenemos una nueva cosa para agregar a la lista de “Cosas que causan cáncer” y claro como estarán imaginado esa cosa son bacterias.

Antes de que vallan gel antibacterial próximamente comercializado como gel anticancerigeno, es necesario decir que no todas las bacterias pueden causar cáncer y las bacterias que lo hacen requieren condiciones algo especiales para hacerlo, entonces no hay mucho de que preocuparse.

Ahora si, hablemos de las bacterias que pueden causar cáncer, si le tienen miedo al cáncer esperarían que dijera que es una bacteria extremadamente rara encontrada en una isla cerca de la Antártida, pero realmente es una bacteria encontrada en el sistema digestivo de la mayoría de nosotros, como imaginaron hablo de Escherichia coli.

Habiendo dicho que E. coli es capas de causar cáncer y sabiendo que esta bacteria se encuentra en los intestinos de todos nosotros, necesitamos explicar porque no todos tenemos cáncer, y como mencione para que E. coli pueda causar cancer se requieren condiciones especiales, pesándolo bien no la inflamación no es algo realmente especial pero esta ausente en la mayoría de nosotros.

Como estarán suponiendo el tipo de cáncer con el que se ha relacionado E. coli es colorectal, pero como es posible que una bacteria cause cáncer, en si es un producto de la bacteria lo que causa cáncer, resulta que muchas cepas de E. coli pueden producir una toxina llamada colibacticina, la cual tiene un efecto genotoxico es decir daña el DNA celular.

Que tan seguros estamos de que el cáncer es causado por esta toxina, desde mi punto de vista lo suficiente, ya que se generaron mutantes en la síntesis de colibacticina y estas no produjeron cáncer, por lo tanto podemos decir que la causante del cáncer es la toxina, pero en si es la acumulación de daño al material genético celular.

Seguramente se preguntaran si esto se ha probado en humanos y obviamente la respuesta es no, pero si en ratones los cuales son un buen modelo de humano, sin embargo como dije en un inicio no hay mucho de que preocuparnos, no todas de hecho la mayoría de las bacterias no producen esta toxina y ademas la toxina por  si misma requiere de condiciones muy particulares para generar suficiente daño como para causar cáncer.

 

Janelle C. Arthur, Ernesto Perez-Chanona1, Marcus Mühlbauer, Sarah Tomkovich, Joshua M. Uronis, Ting-Jia Fan, Barry J. Campbell, Turki Abujame, Belgin Dogan, Arlin B. Rogers, Jonathan M. Rhodes, Alain Stintzi, Kenneth W. Simpson, Jonathan J. Hansen, Temi (2012). Intestinal Inflammation Targets Cancer-Inducing Activity of the Microbiota Science DOI: 10.1126/science.1224820

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