Recursos didácticos

Our Animals

Los titulares que advierten sobre «bacterias carnívoras» o «superbacterias mortales» atraen inevitablemente más atención que una historia sobre una bacteria brillante que vive pacíficamente en el interior de un calamar poco conocido. Sin embargo, a pesar de la atención prestada a los microbios dañinos, la mayoría de las interacciones entre animales y microbios son en realidad mutuamente beneficiosas. Las bacterias bioluminiscentes son un ejemplo sorprendente: colonizan peces y calamares, intercambiando su luz por alimento y refugio. A primera vista, puede parecer paradójico que un microbio gaste tanta energía en producir luz. ¿Qué ventaja podría ofrecer el brillo a una minúscula célula a la deriva en el océano? De hecho, algunos dinoflagelados unicelulares pueden alcanzar densidades de población inmensas en aguas cálidas y ricas en nutrientes, creando «floraciones» visibles. Estas floraciones, alimentadas por la contaminación y el cambio climático, muestran cómo los microbios utilizan la bioluminiscencia colectiva para confundir a los depredadores y sobrevivir.

Foto por Morro Bay, CA

Microbios bioluminiscentes

Mamá: Anoche vi un maravilloso espectáculo de olas azules en la costa, ¿tienen algo que ver con las luciérnagas?

La mayoría de los animales se alimentan de plantas u otros animales, y los seres humanos no son una excepción. A diferencia de nuestros antepasados, dependemos de otros para producir nuestros alimentos. Esto plantea una pregunta: ¿por qué no podemos simplemente cultivar nuestros propios alimentos o llevar una mochila con plantas para cosechar cuando tenemos hambre?

Algunos animales y protistas albergan microbios que actúan como una «mochila viviente», convirtiendo el CO₂ y las pequeñas moléculas orgánicas en biomasa utilizando energía química, de forma muy similar a como las plantas utilizan la luz solar. El huésped consume entonces esta «cosecha» microbiana mientras mantiene las condiciones favorables para el crecimiento.

Entonces, ¿por qué no hay más animales que vivan de esta manera? Porque estos sistemas solo funcionan donde hay abundante energía química, y la mayoría de los animales necesitan mucha más comida de la que podrían llevar consigo. Por ejemplo, para alimentar a un ser humano se necesitan alrededor de 0,7 hectáreas de tierra cultivable, el tamaño de un campo de fútbol. Reflexionar sobre estas estrategias microbianas nos ayuda a pensar en nuestro propio lugar como consumidores de alimentos en un mundo de recursos finitos.

Animales con simbiontes quimiosintéticos

¿Por qué tenemos que comprar comida en la tienda? ¿Por qué no podemos cultivarla en casa?

Las moscas de la fruta constituyen un grupo excepcionalmente diverso de especies de insectos, que varían en genética, hábitats, comportamientos y fuentes de alimento. Durante mucho tiempo han sido la piedra angular de la investigación biológica y han contribuido a numerosos descubrimientos en diversos campos, incluida la microbiología. Un hallazgo clave es que el microbioma de la mosca de la fruta desempeña un papel esencial en su salud y desarrollo. Al mismo tiempo, algunas especies de mosca de la fruta son graves plagas agrícolas, causan grandes daños a los cultivos y generan miles de millones de dólares en pérdidas anuales por los esfuerzos de control y vigilancia. Muchas moscas, incluidas las especies invasoras, dependen de los microbios para descomponer el material vegetal en formas que puedan digerir, al igual que los humanos dependen de los microbios intestinales para la digestión de los alimentos. Más allá de la agricultura, las moscas de la fruta también son problemáticas en la industria alimentaria, sobre todo cuando la materia orgánica en descomposición las atrae. Curiosamente, ciertos microbios infectan a las moscas de la fruta y les proporcionan protección contra depredadores y patógenos, y algunas de estas interacciones microbianas se están aprovechando para controlar plagas agrícolas y enfermedades transmitidas por mosquitos en todo el mundo. Así pues, la microbiología de la mosca de la fruta no solo hace avanzar la comprensión científica, sino que también tiene implicaciones directas para varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).

Imagen por Sanjay Acharya

Moscas de la fruta y sus microbios

Señorita: Mamá estaba muy molesta esta mañana porque la mayoría de las manzanas que compró para mi lonchera tenían una zona circular podrida. ¿A qué crees que se debió esto?

A menudo denominadas «la mayor pandemia del mundo», las Wolbachia figuran entre los simbiontes microbianos más extendidos en la Tierra. Están presentes en aproximadamente la mitad de las especies de artrópodos y en muchos nematodos. Estas bacterias infectan principalmente los órganos reproductores de sus huéspedes y se transmiten verticalmente de madre a hijo. Las Wolbachia emplean notables estrategias para manipular la reproducción de los hospedadores con el fin de propagarse por las poblaciones, y algunas cepas pueden incluso bloquear la transmisión de enfermedades víricas humanas como el Zika y el dengue. Por esta razón, los programas a gran escala están liberando mosquitos infectados con Wolbachia para reemplazar a las poblaciones salvajes que carecen de la bacteria, reduciendo así la transmisión viral a los humanos. Además, algunos nematodos patógenos dependen de la Wolbachia para sobrevivir, lo que impulsa el desarrollo de fármacos dirigidos contra la bacteria y que, a su vez, eliminen los nematodos responsables de enfermedades humanas debilitantes. Y lo que es más interesante, las nuevas investigaciones sugieren nuevas aplicaciones en la agricultura, donde la Wolbachia podría proteger los cultivos de los virus transmitidos por insectos. En conjunto, las estrategias basadas en Wolbachia para el control de artrópodos y nematodos son muy prometedoras y contribuyen directamente a múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).

Imagen por CDC, Professor Frank Collins

Insectos: La historia de la Wolbachia

Señor: Vi un programa en la televisión donde científicos estaban criando y liberando millones de mosquitos al aire libre. ¿Por qué harían eso? Se mencionó una bacteria.

Las ballenas son los animales más grandes de nuestro planeta azul, y algunas especies -como la ballena azul- superan incluso el tamaño de los mayores dinosaurios. Tras décadas vagando por los vastos océanos, las ballenas acaban muriendo y hundiéndose en el fondo marino o en la llanura abisal. Sus cuerpos constituyen entonces una fuente vital de alimento para muchos organismos, entre ellos diversos microbios. Los microbios heterótrofos descomponen la materia orgánica de las ballenas en compuestos como dióxido de carbono, amoníaco y sulfuro de hidrógeno, que a su vez alimentan el crecimiento de microbios quimioautótrofos. Esto ilustra el equilibrio natural de la vida en el océano. Sin embargo, la contaminación y la caza comercial siguen matando a miles de ballenas cada año, amenazando su supervivencia y empujando a algunas especies hacia la extinción. Proteger el medio ambiente y aplicar medidas eficaces de conservación de las ballenas son, por tanto, pasos esenciales para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible.

Whale Fall: un oasis de vida marina única en el fondo del mar

Mamá: ¿Qué les pasa a las ballenas cuando mueren?

Aunque algunas especies de termitas son plagas urbanas perjudiciales, responsables de importantes daños en la madera, representan menos del 5% de las más de 2.000 especies de termitas. La mayoría de las termitas desempeñan un valioso papel en los ecosistemas, sobre todo reciclando madera, hierba y hojarasca, aunque esto puede liberar metano, un potente gas de efecto invernadero.

Las termitas se alimentan de lignocelulosa, una sustancia difícil de digerir con bajo contenido en nitrógeno. Para procesarla, las termitas dependen de los microbiomas intestinales que descomponen la lignocelulosa y complementan su dieta con nitrógeno. Entender este proceso de digestión simbiótica es clave para comprender su papel medioambiental y puede ofrecer soluciones para obtener biocombustibles ecológicos a partir de residuos vegetales, al tiempo que ayuda a gestionar las emisiones de gases de efecto invernadero.

Las termitas y su microbioma

Señorita: Anoche vi en la televisión enormes termiteros de 4000 años de antigüedad en Brasil que se podían ver desde satélites. Pero ¿qué hacen las termitas?

El objetivo de los biólogos es comprender los principios fundamentales de la vida: cómo funcionan, crecen, se desarrollan, digieren los alimentos, perciben su entorno, interactúan con otras especies y evolucionan los organismos. En el último siglo, sus métodos han evolucionado y han pasado de observar organismos en la naturaleza a estudiarlos en laboratorios controlados.

Los organismos modelo, como bacterias, hongos, plantas y animales fáciles de cultivar en laboratorio, son fundamentales para la biología moderna. Un organismo modelo clave es el gusano redondo Caenorhabditis elegans, que ha aportado conocimientos sobre procesos biológicos básicos. Estos descubrimientos no sólo benefician a los biólogos, sino también a la sociedad en general, ya que a menudo revelan principios importantes para la medicina y la salud humana.

El nematodo Caenorhabditis elegans como organismo modelo

Mamá: ¿Por qué los científicos estudian animales en el laboratorio?

Las moscardas, con su presencia zumbante e iridiscente, tienen un impacto complejo en los ecosistemas. Sus larvas (gusanos) contribuyen a la descomposición y también pueden estar relacionadas con la transmisión de enfermedades. Las larvas primarias y secundarias son parásitas. Las primarias infestan heridas abiertas en animales de sangre caliente, causando graves daños tisulares, mientras que las secundarias se alimentan de tejido necrótico, impidiendo la cicatrización y causando molestias.

Aunque se asocian a las heridas, las larvas de moscardón también tienen usos médicos. Cuando se crían en condiciones estériles, se emplean en la terapia con gusanos para limpiar heridas devorando tejido muerto y ayudando a la cicatrización. Además, las moscardas desempeñan un papel clave en las investigaciones forenses, ya que ayudan a calcular la hora de la muerte.

Acompáñenos a explorar el fascinante mundo de las moscardas, sus ciclos vitales únicos y su impacto en la salud, la agricultura y la ciencia forense. Comprender estas especies parasitarias es esencial para desarrollar soluciones sostenibles que mitiguen sus efectos.

Moscas azules

¿Has notado alguna vez cómo parecen encontrar las fuentes de alimento más inesperadas y, por cierto, desagradables? Es como si tuvieran un sexto sentido para las cosas más raras y con más olor.

Las aves albergan una gran variedad de microbios en su cuerpo (plumaje, patas, picos, ojos) y en su aparato digestivo. La mayoría de estos microbios son inofensivos y forman relaciones mutuamente beneficiosas, intercambiando materia orgánica y moléculas. Mientras que los microbios ayudan a las aves en las tareas del ecosistema, éstas se benefician de una alimentación y dispersión más fáciles.

Esta lección explora fascinantes ejemplos de interacciones entre aves y microbios. Examinaremos cómo los microbios ayudan a los pájaros carpinteros a construir sus nidos y cómo algunas especies de aves utilizan las plumas de los nidos para combatir los patógenos. Además, hablaremos de cómo los microbios influyen en el color del plumaje y del papel de los microbios de las glándulas del preen en la emisión de olores para la comunicación y la selección de pareja. Por último, destacaremos la importancia de los microbios gastrointestinales en el mantenimiento de la salud de las aves.

Ilustración de Jose Arce Gómez

Las aves y su microbioma

Maisy: ¿Cómo es posible que los pájaros carpinteros creen nidos en madera maciza?

¿Cuáles son las razones de las muertes masivas recurrentes de delfines y focas? ¿Son sostenibles las intervenciones médicas para los mamíferos acuáticos? ¿Cómo podemos ayudar a evitar brotes de infecciones similares a las de las plagas en estas especies?

Fotografía de Noah Munivez en Pexels

Infecciones que ponen en peligro a los animales acuáticos salvajes

¿Cómo podemos ayudar a todos estos delfines varados?

Los bovinos, ovinos y caprinos son mamíferos herbívoros con una estructura intestinal especializada que les permite alimentarse de alimentos fibrosos como la hierba. Su primer estómago, el rumen, alberga microorganismos que descomponen la fibra vegetal en ácidos grasos volátiles (AGV), que se absorben para producir energía y crecimiento. Estos microorganismos también aportan nutrientes adicionales a su paso por el tubo digestivo.

Los rumiantes pueden convertir los pastos y los terrenos accidentados en alimentos comestibles para el hombre, produciendo carne y productos lácteos que son alimentos básicos en muchas culturas. Sin embargo, esto conlleva problemas medioambientales y sanitarios. El proceso de fermentación ruminal produce metano, un potente gas de efecto invernadero, y la orina y las heces de los rumiantes, ricas en nitrógeno, pueden contaminar la tierra y los cursos de agua. Además, el consumo excesivo de carne y leche de rumiantes puede plantear riesgos para la salud.

Microbios del rumen

Granjero Jones: ¿Sabes por qué las vacas pueden comer hierba y nosotros no?