El virus altera las orugas’ Visión para engañarlos para que trepen
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Los entomólogos saben desde hace mucho tiempo que un grupo de virus de insectos conocidos como nucleopoliedrovirus inducen a las larvas de las polillas a migrar a la parte superior de las plantas antes Mueren un comportamiento que se cree que ayuda a la transmisión del virus al mejorar su propagación en el follaje y aumentar las posibilidades de que un nuevo huésped lo encuentre.
No se entiende exactamente cómo estos virus impulsan el cambio de comportamiento. Pero un estudio publicado el 8 de marzo en Molecular Ecology informa que un nucleopoliedrovirus (NPV) que infecta a las orugas del gusano cogollero del algodón (Helicoverpa armigera) aumenta la expresión de genes involucrados en el sistema visual de las larvas, específicamente , los que participan en la percepción de la luz.
Robert Poulin, ecologista evolutivo de la Universidad de Otago en Nueva Zelanda que no participó en el trabajo, elogia el estudio como uno de los pocos que han analizado los mecanismos detrás de la manipulación del comportamiento parasitario en gran detalle.
Los NPV pertenecen a un grupo más amplio de virus llamados baculovirus que a menudo alteran la locomoción de sus huéspedes. Trabajos anteriores sobre VPN en orugas habían demostrado que la exposición a la luz es necesaria para que puedan inducir trepar, por lo que los investigadores en el campo habían planteado la hipótesis de que tales infecciones podrían estar induciendo un comportamiento fototáctico, en el que las larvas se mueven hacia una fuente de luz (generalmente, el sol).
Para probar esto, la investigadora de la Universidad Agrícola de China (CAU) Xiaoxia Liu y sus colegas alimentaron larvas de polilla con alimentos contaminados con virus o con una dieta de control no infectada y luego las colocaron en el fondo de tubos de vidrio o en macetas. plantas de algodón Los tubos de vidrio tenían una fuente de luz LED instalada en la parte superior, media o inferior del tubo, mientras que las plantas tenían la fuente de luz en la parte superior o inferior, y el equipo registró las distancias recorridas por cada larva cada hora.
Cuando se colocaron luces en la parte superior de los tubos de vidrio, los individuos infectados subieron significativamente más alto 48 horas después de la infección y en adelante que los animales no infectados. También tendían a morir en el mismo nivel donde se colocaba la luz, independientemente de que fuera alta o baja. Utilizando ensayos para estimar la fototaxis y la respuesta de la retina a la luz, el equipo informó además de niveles de reacción más altos a los estímulos de luz en las larvas infectadas en comparación con los controles sanos.
Las orugas detectan la luz usando ojos simples llamados stemmata. Estos órganos podrían estar mediando la respuesta fototáxica en las larvas infectadas, especuló el equipo, por lo que los extirparon quirúrgicamente. Descubrieron que sin tallos, las orugas infectadas ya no eran fototáxicas, y la altura a la que morían cuando la luz estaba arriba era significativamente menor que la de las larvas infectadas que recibieron una operación simulada en la que fueron heridas cerca del tallo pero el órgano quedó intacto. .
Esta serie de experimentos detallados y rigurosos demuestra que el comportamiento de escalada es realmente una respuesta a la luz, no a la gravedad u otra cosa, dice Poulin.
Una vez que estaba claro que la fototaxis incitaba a las larvas a trepar, el equipo especuló que el virus podría estar manipulando la vía de señalización visual de sus anfitriones, escriben Liu, Xiaoming Liu, también de CAU, y otros coautores en un correo electrónico a The Scientist . Para probar su hipótesis, analizaron los transcriptomas del tejido de la cabeza de larvas sanas e infectadas. Identificaron entre 2.700 y 3.500 genes, según el número de días posteriores a la infección, que se expresaban de manera diferente entre los grupos infectados y no infectados. Entre esos genes, se sabía que seis estaban involucrados en la respuesta a la luz.
Al cuantificar la expresión de estos genes en diferentes tejidos y etapas de desarrollo, el equipo encontró tres genes que estaban significativamente regulados al alza después de la infección viral: dos que codifican opsinas HaBL y HaLW que detectan luz de onda corta y larga, respectivamente, y un tercer gen relacionado con la señal de luz llamado TRPL. Luego, el equipo usó CRISPR/Cas9 para generar larvas mutantes que carecían de cada uno de los tres genes, y descubrió que los knockouts habían reducido significativamente las respuestas a la luz y una altura reducida al morir cuando estaban infectados que los controles no editados, lo que indica que los genes juegan un papel clave en el comportamiento fototáctico de los animales.
Cómo el virus altera la expresión de estos genes sigue siendo un misterio. Los mecanismos por los cuales los parásitos manipulan el comportamiento del huésped son muy complejos, escriben los investigadores en su correo electrónico. Se necesita más investigación sobre cómo la infección viral está afectando la expresión de los genes, agregan.
Otro aspecto que aún debe abordarse es cómo las modificaciones de comportamiento como la observada en estas orugas benefician al virus, si es que realmente dice la ecologista Judith Myers, de la Universidad de Columbia Británica, que no participó en el estudio. En el artículo, los autores plantean la hipótesis de que la muerte de las orugas en posiciones elevadas puede favorecer la transmisión viral al acercarlas a las larvas más jóvenes, que pasan más tiempo en las partes superiores de las plantas que los animales mayores. Según los experimentos realizados en el laboratorio de Lius, el equipo dice que las larvas más jóvenes parecen ser más vulnerables al virus.
Pero hasta el momento, no hay evidencia clara de que las orugas trepen y ayuden a la transmisión viral. Es muy difícil estudiar el impacto de este comportamiento en la propagación del virus, explica Myers. Aún así, dice que el trabajo futuro también debería abordar esta parte de la historia.
Poulin señala que los estudios que tienen como objetivo comprender los mecanismos que sustentan los cambios de comportamiento inducidos por parásitos también permiten a los científicos aprender más sobre el comportamiento de los anfitriones. . Es decir, los trucos que utilizan los parásitos pueden enseñarnos detalles desconocidos sobre cómo los organismos se mueven o responden a los estímulos en sus entornos naturales. De esa manera, estudios como este abren una ventana a los fundamentos del comportamiento, dice.