Los plaguicidas se utilizan ampliamente para controlar las especies de insectos que se perciben como plagas y representan un gran desafío para la supervivencia de numerosas especies de insectos. los pájaros que se alimentan de ellos, y las plantas fertilizadas por ellos, entre otras cosas. Entre todos los pesticidas, La atrazina ocupa el segundo lugar en términos de volumen vendido en todo el mundo. Se sabe que la atrazina causa muchos efectos en los animales. Sin embargo, no se sabe mucho sobre cómo afecta a los microbios que viven dentro de estos huéspedes animales.
Avispa común, Vespula vulgaris. Crédito de la imagen:Maciej Olszewski Para averiguar qué sucede con los microbios intestinales en animales expuestos a la atrazina de manera continua o aguda, a niveles no lo suficientemente altos como para matarlos, los investigadores eligieron una especie de avispa llamada Nasonia vitripennis. Expusieron las avispas a 300 ppb (partes por mil millones) de atrazina, que es a lo que suelen estar expuestos los polinizadores en un campo o arroyo recién tratado.
Expusieron a otro grupo a 30 ppb durante 36 generaciones.
Un tercer grupo expuesto a 30 ppb de atrazina se cambió a un ambiente libre de atrazina de la generación 26 a la 35.
Miraron las copias de ARN hechas por las avispas afectadas, y las proteínas resultantes que se produjeron, más de 36 generaciones sucesivas de avispas.
En otro experimento, las avispas se criaron en un ambiente libre de gérmenes. En un subgrupo de estas avispas, el microbioma intestinal de las avispas expuestas a atrazina se trasplantó al grupo no expuesto. Se buscó la presencia de tolerancia a la atrazina en ambos grupos.
Los investigadores encontraron que si estas avispas estaban expuestas a 300 ppb de atrazina, sufrieron cambios en la función inmunológica, en la forma en que operan sus mitocondrias, y su comportamiento general.
La primera generación de avispas expuestas experimentó alteraciones de comportamiento en forma de una población bacteriana intestinal modificada. Como resultado, las bacterias se volvieron más diversas y el número total de bacterias aumentó. Los patrones bacterianos intestinales se heredan del lado materno.
Los investigadores encontraron un cambio similar en el microbioma intestinal con tan solo 30 ppb, De hecho. Y este cambio también fue heredable.
Con esta exposición a lo largo de 36 generaciones, la tasa de muerte debido a este pesticida se redujo diez veces, y se notó otro hecho notable. A pesar de no estar expuesto a otro herbicida o herbicida llamado glifosato, las avispas también mostraron inmunidad a este compuesto.
En el tercer grupo, donde las avispas con 30 ppb de atrazina se pusieron en una dieta en la que la exposición a la atrazina estuvo notoriamente ausente durante las siguientes 6 generaciones, el microbioma bacteriano en su intestino se negó obstinadamente a volver al patrón anterior, y se aferró al patrón paterno.
En avispas expuestas a atrazina, Se observó un cambio notable en la densidad de las raras especies de bacterias intestinales. Serratia marcescens así como de Pseudomonas protegens . Estas bacterias descomponen la atrazina, reduciendo el impacto nocivo sobre la avispa. Estas bacterias se alimentaron a avispas no expuestas a atrazina y se evaluó su tolerancia.
Las avispas criadas en un ambiente libre de intestinos mostraron una pérdida de la tolerancia a la atrazina heredada anteriormente. Pero cuando el microbioma intestinal de las avispas expuestas a la atrazina se trasplantó a estas avispas no expuestas, se volvieron tolerantes a la atrazina. Esto muestra que el microbioma intestinal juega un papel clave en la resistencia a los pesticidas en este caso a través de symbio, tanto al compuesto al que está expuesto como a otros contra los que no se ha producido exposición hasta el momento.
Cuando S. marcescens y P. protegens fueron alimentados a avispas no expuestas, también ganaron resistencia a la atrazina.
El investigador Robert Brucker dice:"En general, Demostramos que la resistencia a múltiples plaguicidas puede surgir en una población que está expuesta a concentraciones sub-tóxicas, que el microbioma facilita esta resistencia, y que proporciona resistencia contra otros plaguicidas a los que el animal huésped nunca ha estado expuesto previamente. Este resultado indica que la alteración del microbioma después de una exposición aguda a la atrazina se hereda de generación en generación. incluso después de eliminar la exposición ".
Los investigadores concluyen que la exposición constante a la atrazina en dosis subletales provoca un cambio en el patrón microbiano dentro del intestino de la avispa. Esto hace que el huésped desarrolle resistencia como resultado de la descomposición del compuesto tóxico. Este es, por tanto, un caso de adaptación de alta velocidad por parte del anfitrión al medio ambiente a través de simbiontes intestinales, para superar nuevas toxinas.
Los ecologistas deben tener en cuenta que tales cambios en el microbioma intestinal, que afectan a la función y pueden transmitirse a generaciones sucesivas, debe ser parte de la evaluación amplia del efecto de un plaguicida en diversas formas de vida, y también como parte de la estrategia de afrontamiento.
También se han encontrado genes que metabolizan la atrazina en abejas silvestres expuestas a este pesticida. Este estudio muestra la posibilidad de hallazgos similares en una variedad de especies durante decenas de generaciones desde que el pesticida comenzó a usarse en la década de 1950.
Brucker señala, "Por último, estos efectos podrían tener repercusiones en el comportamiento del anfitrión, estrés metabólico, inmunocompetencia, y regulación de la microbiota huésped ".
A los investigadores ahora les gustaría analizar los genes particulares que se seleccionan mediante la exposición a la atrazina, y su papel en el desarrollo de resistencia a las toxinas y en la regulación del microbioma. Además, están considerando el desarrollo de probióticos para proteger a las abejas contra la toxicidad de múltiples pesticidas.
Las bacterias también podrían usarse de manera similar para limpiar un derrame de petróleo oceánico, como probiótico en humanos expuestos a toxinas de bajo nivel, o para proteger a los humanos, plantas y animales que se ven afectados inadvertidamente por el uso de pesticidas contra otras especies. Resumen:“Se necesitan más estudios del microbioma del huésped sobre la exposición multigeneracional a compuestos xenobióticos, especialmente a la luz del mayor riesgo de exposición a xenobióticos para los seres humanos, plantas animales hongos y bacterias en todo el mundo ".
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