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SOS polinizadores: sin insectos no hay futuro para muchas plantas

Por Clara Vignolo (CSIC)

Aunque la mayoría nos encontremos confinados en casa, la naturaleza sigue su curso. Solo hay que asomarse por la ventana para darse cuenta de que la primavera ha comenzado y con ella el ir y venir de los insectos. Algunos de ellos, como las abejas, las mariposas o los escarabajos, van de flor en flor en busca de polen y néctar. Son los llamados insectos polinizadores, cuyo trajín resulta fundamental para la reproducción de muchas plantas.

En la actualidad, la supervivencia de estos insectos se encuentra amenazada por fenómenos como el cambio climático, la agricultura intensiva o las especies invasoras. ¿Quieres saber más sobre estos seres esenciales para la biodiversidad terrestre y los riesgos que afrontan? Te lo contamos en este post y en varios materiales educativos de libre descarga preparados por el Real Jardín Botánico del CSIC. Nada más y nada menos que una guía para todos los públicos, otra para docentes y una app.

Polinizadores

Imagen de Antonello Dellanotte (RJB-CSIC)

Plantas e insectos: un flechazo a primera vista

En su búsqueda de alimento, los insectos polinizadores trasladan (unos con más eficacia que otros) el polen entre las flores y hacen así posible su fecundación. Este transporte se conoce como ‘polinización entomófila’ y es el resultado de un ‘flechazo a primera vista’ entre plantas e insectos que se remonta 140 millones de años atrás.

En ese momento, en pleno Jurásico inferior, aparecieron las primeras angiospermas o plantas con flor. Rápidamente, los insectos comenzaron a aprovechar este nuevo recurso –las flores– de forma eficiente. Surgió así una relación entre las angiospermas y los insectos que desde entonces dirigió la evolución de ambos hasta convertirlos en las dos líneas terrestres más exitosas del planeta. Dicho de otra manera, estos dos grupos de seres vivos se vieron beneficiados de su mutua coexistencia, y esta fructífera relación dio lugar a la aparición de multitud de nuevas especies de plantas con flor y de insectos.

España, un lugar clave para la biodiversidad de abejas

Una muestra de este fenómeno la encontramos actualmente en la Península Ibérica, uno de los lugares con mayor diversidad de abejas del mundo. La presencia de más de 1.100 especies de abejas en nuestro territorio está asociada al gran número de plantas con flor que crecen en él, un total de 6.953 especies.

En primavera, el Real Jardín Botánico ofrece una buena muestra de esta biodiversidad. Si estos días pudiéramos pasear por él, no tardaríamos en advertir a las grandes abejas carpinteras (Xylocopa virginica), negras y con un característico brillo violáceo, construyendo su refugio en un tronco; a los abejorros (Bombus), excavando sus nidos en la tierra; o a las solitarias abejas cerdadoras (Anthidium) y albañiles (Osmias), tomando posesión de cañas secas y pajitas como guarida. Tampoco nos costaría encontrar el rastro de las abejas cortadoras (Megachile), cuyas hembras hacen recortes circulares en las hojas de los árboles con los que forrar sus nidos.

Polinizadores

Imagen de Antonello Dellanotte (RJB-CSIC)

La manzana, el tomate o el café, dependientes de los polinizadores

No existen datos exactos, pero estudios recientes estiman que casi el 90% de las plantas angiospermas (unas 308.000 especies) son polinizadas gracias a los insectos. Además, la polinización entomófila es indispensable para la producción global de alimentos, por lo que se considera un servicio ecosistémico esencial. Un dato revelador es que el 75% de los 111 principales cultivos agrícolas del mundo dependen de estos organismos. Entre los más destacados se incluyen la manzana, la cereza, la almendra, el tomate, el melón, la sandía, el café o el cacao.

Cuando se considera la producción total de alimentos vegetales como biomasa, la importancia relativa de la polinización entomófila disminuye, ya que los principales cultivos vegetales del mundo (arroz, trigo y maíz) son polinizados por el viento. No obstante, los alimentos que proceden de cultivos polinizados por animales son ricos en micronutrientes y fundamentales en nuestra dieta. Con todos estos datos, podemos afirmar que los insectos polinizadores tienen un papel crucial en el mantenimiento de la biodiversidad terrestre y en nuestra vida.

Desaparición de insectos

Sin embargo, el grupo de seres vivos más numeroso del planeta, los insectos, se encuentra seriamente amenazado. Una reciente publicación revela que el 40% de las especies pueden desaparecer en los próximos 100 años. Entre ellas se incluyen todos los grupos de polinizadores: mariposas, polillas, abejas, moscas y escarabajos. Parece que la fatídica “primavera silenciosa” de Rachel Carlson está a la vuelta de la esquina… ¡y eso que ella dio la alarma en 1962!

Las poblaciones de polinizadores están reguladas por varios factores: la abundancia de flores, la disponibilidad de ambientes de nidificación, los depredadores y patógenos, y los pesticidas. Las prácticas agrícolas intensivas tienen un efecto negativo en al menos dos de estas variables: por un lado, al transformar los hábitats de los insectos en monocultivos hacen que los recursos florales disminuyan; y, por otro, conllevan el uso generalizado de plaguicidas. Otros fenómenos que contribuyen a la pérdida de biodiversidad de insectos son la incidencia de parásitos, las especies invasoras o el cambio climático.

Polinizadores

Imagen de Antonello Dellanotte (RJB-CSIC)

¿Qué hacer?

Para evitar este colapso anunciado es necesario comenzar a tomar medidas de forma urgente, principalmente sobre la forma de realizar las prácticas agrícolas. Favorecer la agricultura ecológica frente a la agricultura intensiva tiene grandes beneficios para las poblaciones de polinizadores.

Por una parte, la agricultura ecológica produce alimentos sin emplear pesticidas y fertilizantes sintéticos, lo que permite mantener la fertilidad del suelo y conservar la biodiversidad. Además, promueve un menor laboreo de la tierra y, por tanto, disminuye las perturbaciones en el suelo y el riesgo de destrucción de nidos de abejas.

Por otro lado, la producción ecológica trata de diversificar los cultivos formando una heterogeneidad de parcelas en una misma explotación. Esto ofrece recursos de polen y néctar en distintas cantidades y en diferentes momentos del año. Asimismo, cuando un paisaje agrícola está formado por campos de cultivos de tamaño pequeño y forma irregular, hay más márgenes entre los cultivos. Estos espacios, los márgenes o lindes, son vitales para la supervivencia de los polinizadores ya que representan un refugio para las plantas silvestres y, por lo tanto, una rica fuente de alimento y un lugar para la reproducción. Funcionan como pasillos que conectan los campos y generan el intercambio de polen en largas distancias. Se ha comprobado, además, que un aumento de estos espacios repercute en una mayor producción de frutos y semillas de los propios cultivos.

Si queremos seguir escuchando el zumbido de las abejas y el canto de las aves, debemos pensar en otras formas de manejar el campo más respetuosas con la vida silvestre. Es posible una convivencia más amable con estos seres que, además de realizar un servicio ecosistémico fundamental, son fuente de alimento de miles de especies.

Polinizadores

Imagen de Antonello Dellanotte (RJB-CSIC)

Para saber más desde casa

El conocimiento de los insectos polinizadores nos permitirá abordar su problemática y pensar en un futuro más halagüeño para nuestro planeta. Por eso en el Real Jardín Botánico, en colaboración con la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), hemos preparado varios materiales sobre la importancia de estos seres vivos, sus beneficios para nuestra vida y las amenazas a las que están sometidos:

 

* Clara Vignolo forma parte de la Unidad de Programas Educativos del Real Jardín Botánico del CSIC. Ha desarrollado proyectos educativos en torno al tema de los insectos polinizadores.

‘Top models’ de la ciencia: descubre a los seres vivos más utilizados en el laboratorio

Por Mar Gulis (CSIC)

Entre probetas, microscopios o tubos de ensayo, camuflados o a la vista, podrías encontrarlos en cualquier parte de un laboratorio. Hablamos de una bacteria del intestino humano, de la mosca de la fruta y del ratón; tres especies en principio poco llamativas, o incluso molestas. Sin embargo, la ciencia utiliza estos ‘bichitos’ como modelos de los seres vivos desde hace años. Gracias a ellos, se han hecho importantes descubrimientos sobre los mecanismos de la vida o diseñado tratamientos contra el cáncer. Te invitamos a conocer desde tu casa a estos ‘top model’ de la investigación, que forman parte de la exposición virtual del CSIC Seres modélicos. Entre la naturaleza y el laboratorio.

1. La bacteria que se volvió famosa por cambiar la biología

Aunque a simple vista sea inapreciable, la bacteria Escherichia coli es la más conocida en los laboratorios. Inicialmente se llamó Bacterium coli por ser la bacteria común del colón. Comenzó a estudiarse por las infecciones que causaba, pero a mediados del siglo XX se convirtió en modelo biológico gracias a su estructura sencilla, rápido crecimiento y los medios empleados para su cultivo, que aumentaron las posibilidades experimentales. Su utilización permitió hallar algunos de los principios básicos de la vida, pero E. coli alcanzó el estrellato con el descubrimiento de la técnica de ‘corta y pega’ del ADN, en la cual se usan enzimas para quitar e insertar segmentos de código genético y que supuso el inicio de la ingeniería genética. Hoy en día se emplea en la selección de genes concretos, estudiados posteriormente en otros organismos más complejos.

Micrografía electrónica de Escherichia coli a 10.000 aumentos.

Esta bacteria sabe mucho de los seres humanos. El genoma de E. coli, compuesto por cerca de 4.300 genes, contiene una séptima parte de nuestros genes. Además, habita en el intestino humano, donde forma parte junto a cientos de especies de la mibrobiota intestinal –también conocida como flora intestinal–, que cumple un papel fundamental en la digestión y en la defensa frente a patógenos.

E. coli es un instrumento más del laboratorio. El interés de su investigación reside todavía en las infecciones, ya que cada vez existe una mayor resistencia a los antibióticos, pero también en los mecanismos que se ponen en marcha al dividirse la célula, y cuyo mejor conocimiento permitiría diseñar, con ayuda de técnicas genómicas, fármacos con menor resistencia.

2. ¿Cómo conseguir la apariencia de una mosca?

Imagina lo molesto que resulta el zumbido de una mosca al merodear por nuestras cabezas. A partir de ahora puede que cambies de opinión cuando descubras que las moscas del vinagre o de la fruta (Drosophila melanogaster) son usadas como modelo en biología animal. Es habitual verlas en cualquier lugar, pero son más abundantes en terrenos agrícolas, cuando hace buen tiempo y, desde hace más de un siglo (esta especie se estudió por primera vez en 1901), también en los laboratorios. Saber de la mosca significa saber del ser humano porque ha sido clave en investigaciones sobre enfermedades neurodegenerativas, tumores y metástasis.

Visión dorsal y lateral de un macho y una hembra de Drosophila melanogaster. / Benjamin Prud’homme. Institut de Biologie du Développement de Marseille-Luminy. Parc Scientifique de Luminy.

Uno de los objetivos de su estudio es conocer cómo este pequeño insecto consigue su apariencia. La secuenciación de los genomas ha permitido determinar que la mayoría de genes de la mosca de la fruta son homólogos a los humanos. Por tanto, investigando los genes de esta mosca, que es un modelo de experimentación mucho más simple, se puede tener una idea de la acción de los genes en los humanos.

Sin duda su filón para la genética es más que evidente, y no solo porque el genoma de la mosca del vinagre alberga alrededor de 13.600 genes, un tercio de los que contiene el genoma humano. Además, a partir de cruces entre más de 100 tipos de moscas, el investigador Thomas H. Morgan (1866-1945) estableció que los caracteres se encuentran en los cromosomas y se heredan de generación en generación. Con ello dio lugar a la teoría cromosómica de la herencia, que le hizo merecedor del Nobel de Medicina en 1933.

3. ¡Roedores en el laboratorio!

Llaman la atención por su par de dientes incisivos y por su minúsculo tamaño. Los encontrarás en bosques, en tu ciudad y, cómo no, en un laboratorio. Así son los ratones, o Mus musculus si atendemos a su nombre científico. Utilizados como objeto de experimentación, desde hace más de un siglo son piezas clave en el estudio de la diabetes, el cáncer o los trastornos neurológicos; incluso los misterios del cerebro se exploran antes en los ratones que en el ser humano. Entre la comunidad científica hay quien los llama ‘seres humanos de bolsillo’.

En el año 2002 se dio a conocer la secuencia de su genoma, la primera de un mamífero: con cerca de 30.000 genes, aproximadamente los mismos que nuestra especie, el 99% de estos tiene su homólogo humano. Además, en ellos se reproducen enfermedades humanas como la obesidad o el párkinson, se realizan pruebas de toxicidad y se ensayan terapias futuras con células madre o nuevos materiales. Estos experimentos se han podido llevar a cabo a partir de ratones transgénicos y knock outs, es decir, aquellos producidos con un gen inactivado en todas sus células. En todos los casos, se han utilizado solo ratones machos para evitar que las hormonas sexuales afecten a los resultados.

Foto publicitaria del Jackson Laboratory. De izquierda a derecha, George Woolley, Liane Brauch, C.C. Little, desconocido y W.L. Russell. Década de 1940. / Cortesía del Jackson Laboratory.

Cuando las voces en contra de la experimentación animal comenzaron a alzarse, la defensa de los ratones no formó parte de las primeras reivindicaciones. La regulación llegó al mundo de los roedores con normativas y protocolos a nivel europeo. En ellas se establece que se debe reemplazar al ratón por otro sistema cuando sea posible y reducir el número de individuos en la investigación, para evitar así el sufrimiento animal.

E. coli, la mosca del vinagre y el ratón son solo algunos de las especies más comunes utilizadas como modelo. La muestra Seres modélicos. Entre la naturaleza y el laboratorio, cuyos contenidos puedes consultar online y descargar en alta calidad desde casa, se ocupa también de organismos como la levadura de la cerveza, un gusano minúsculo del suelo, una hierba normal y corriente y un pez de acuario. Elaborada originalmente por la Delegación del CSIC en Cataluña y ampliada en el marco del proyecto de divulgación Ciudad Ciencia, la exposición se complementa con entrevistas a especialistas en cada uno de estos seres modelo.

¿Por qué los insectos constituyen casi el 90% de las especies conocidas?

Por Mar Gulis

Con un millón de especies descritas, los insectos representan cerca del 90% de las especies animales actualmente conocidas, y eso sin contar que la mayoría de ellos están aún por descubrirse -muchos científicos creen que podría haber más de 10 millones de especies-.

Además de ser el grupo animal con mayor diversidad, los insectos también son el grupo que ha alcanzado un mayor éxito expansivo. Por eso, ocupan toda clase de hábitats… desde tórridos desiertos a gélidos ambientes como la Antártida, desde las cumbres de las montañas más altas a las simas más profundas de la Tierra.

¿Qué es lo que ha hecho que estos animales alcancen este tremendo éxito en la historia evolutiva de nuestro planeta? El investigador del CSIC Xabier Bellés apunta una característica común que comparten el 90% de las especies conocidas de insectos: la metamorfosis.

Cabeza de larva

Cabeza de una larva en el último estadio larval, de una especie indeterminada de insecto. Las antenas simulan ojos y la zona clipeal una nariz dándole el curioso aspecto de un rostro vagamente familiar. / José Luis Nieves Aldrey (FOTCIENCIA)

En concreto, ente el 45% y el 60% de las especies de insectos realizan la denominada metamorfosis ‘holometábola’, que es el tipo más completo y complejo de metamorfosis, y también el que nos suelen contar en el colegio. Los ejemplares de estas especies experimentan una transformación radical de forma y estructura: primero crecen progresivamente a través de mudas hasta convertirse en larvas y luego se encierran en una crisálida o capullo (fase pupal) para transformarse en adultos con alas voladoras y genitales completos. A este grupo pertenecen los coleópteros, los himenópteros, los lepidópteros y los dípteros, o en ejemplos que nos resultan más familiares: escarabajos, abejas, mariposas, moscas

En su libro La metamorfosis de los insectos (CSIC-Catarata) Bellés explica que este tipo de metamorfosis tan completa permite que ejemplares de una misma especie y de diferente edad puedan convivir sin competir por los recursos, lo que constituye una innovación clave para que los insectos hayan podido llegar tan lejos. ¿Renovarse o morir?