Vive en simbiosis con un hongo que produce ácido acético
El escarabajo de la madera de los barcos (Elateroides dermestoides) es una especie de escarabajo ambrosiano. A diferencia de muchos de sus parientes, que son insectos sociales que viven en colonias, es solitario y no convive con otros miembros de su especie.
Si bien los escarabajos de la ambrosía suelen tener una vida útil inferior a un año, la siguiente generación de escarabajos de la madera de los barcos no eclosiona hasta dos años después. Además, es uno de los escarabajos de la ambrosía más grandes de Europa, alcanzando longitudes de hasta 18 milímetros.
A pesar de su estilo de vida solitario, el escarabajo de la madera de los barcos no vive solo; mantiene una relación simbiótica con el hongo de la ambrosía Alloascoidea hylecoeti, que le proporciona nutrientes.
Primera evidencia de simbiosis de nutrientes con el hongo de la ambrosía
Un equipo dirigido por Maximilian Lehenberger del Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena investigó con más detalle esta simbiosis entre escarabajos y hongos. Para lograrlo, los investigadores analizaron primero los nutrientes acumulados por el hongo en su micelio, la red de estructuras filiformes que componen su cuerpo vegetativo.
"Hasta ahora, solo se asumía que los hongos de la ambrosía eran ricos en nutrientes. Sin embargo, apenas existían datos útiles que lo respaldaran. En nuestro estudio, pudimos demostrar por primera vez que Alloascoidea hylecoeti, en particular, es extremadamente rico en nutrientes", afirma Lehenberger, jefe del grupo de proyecto Ecología Química de Patógenos Forestales (FoPaC) del Departamento de Bioquímica.
Imagen derecha: Maximilian Lehenberger con un cultivo del hongo de la ambrosía Alloascoidea hylecoeti en un medio artificial. Crédito: Angela Overmeyer, Instituto Max Planck de Ecología Química.
"Este hongo acumula muchos nutrientes, significativamente más que otros hongos, tanto simbióticos como no simbióticos, incluidos azúcares, aminoácidos, ergosterol, ácidos grasos y los elementos esenciales fósforo y nitrógeno".
Esto probablemente explica también por qué el escarabajo de la madera de los barcos puede vivir durante tanto tiempo en madera pobre en nutrientes y crecer tanto.
Sobreviviendo en un entorno altamente competitivo
Las larvas del escarabajo de la madera de los barcos pasan un tiempo relativamente largo viviendo en la madera de árboles recientemente muertos. Este entorno supone un reto para las crías de los escarabajos, que pueden crecer hasta dos centímetros de largo, debido a que la madera muerta es muy pobre en nutrientes y está repleta de competencia.
En los sistemas sociales de escarabajos ambrosianos, los individuos pueden apoyarse mutuamente manteniendo a raya a los hongos dañinos. Esto no ocurre con los escarabajos solitarios. Por lo tanto, el equipo de investigación planteó la hipótesis de que el hongo simbiótico ha desarrollado sus propias estrategias para protegerse de las especies competidoras.
Descubrieron que el simbionte fúngico Alloascoidea hylecoeti utiliza diversas sustancias fenólicas obtenidas de la madera circundante. El hongo acumula estas sustancias en su entorno hasta tal punto que inhibe el crecimiento de muchos otros hongos. Utiliza su capacidad de crecer en la madera para acceder a más recursos.
A diferencia de muchos otros hongos, el hongo simbiótico no se degrada ni se inhibe por los compuestos de defensa de las plantas. Además, produce muchas sustancias que inhiben a otros hongos, explica Lehenberger.
Imagen: Familia: Lymexilidae Tamaño: 12,5 mm (6,0 a 15,0 mm) Distribución: Europa Ecología: Las larvas se desarrollan en madera dura y se alimentan de hongos de la ambrosía Ubicación: Inglaterra, Derbyshire, Calke leg. D. Nash, 29.VII.1987; det. U. Schmidt, 2016 Col. Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford Foto: U. Schmidt, 2016
Un hongo que reduce el pH y crece aún mejor en ambientes excesivamente ácidos
Los científicos quedaron especialmente sorprendidos por la producción de ácido acético, que detectaron en cultivos de hongos y muestras de nidos de escarabajos mediante análisis de resonancia magnética nuclear (RMN). Experimentos con cultivos de hongos revelaron que el hongo de la ambrosía supera a otros hongos al acidificar su entorno y reducir el pH a tan solo 3,5. Sorprendentemente, Alloascoidea hylecoeti no solo tolera una concentración muy alta de ácido acético, sino que prospera a un nivel de pH extremadamente bajo para los hongos.
"Hasta la fecha, no se ha detectado ácido acético en ningún otro sistema de escarabajos de la ambrosía. Dado que también pudimos identificar ácido acético en los nidos, esto constituye una clara evidencia de que también debe desempeñar un papel en la naturaleza. El hongo utiliza no solo ácido acético, sino también diversas sustancias para inhibir a los hongos competidores. Estas incluyen monoterpenos como el linalool, el terpineol y el citronelol", afirma Jonathan Gershenzon, jefe del Departamento de Bioquímica. El citronelol es responsable del olor a limón de este hongo.
No está claro el impacto de un hábitat altamente ácido sobre las larvas del escarabajo de la madera de los barcos, ni tampoco el efecto de las sustancias defensivas que se acumulan en la biomasa fúngica de su fuente de alimento. ¿Podría esto hacerlos menos atractivos para los depredadores? ¿Podrían las bacterias simbióticas en el intestino de los escarabajos contribuir a la descomposición de altas concentraciones de compuestos fenólicos? El equipo de investigación planea abordar estas y otras preguntas en futuros experimentos.
La investigación se publicó en The ISME Journal: Fungal symbiont of an ambrosia beetle possesses high nutrient content and suppresses competing fungi with antimicrobial compounds
