El proceso digestivo de cómo las lombrices comen vasos, explicado
5 min readConocidos como la almeja que hundió mil barcos, los gusanos marinos son animales de apariencia y comportamiento extraños.
Una almeja con forma de gusano que puede alcanzar al menos dos metros de largo, el gusano de barco se alimenta de la madera enterrando su cabeza cubierta de caparazón en los cascos de los barcos y otras maderas marinas y triturando la celulosa en partículas con diminutos dientes de caparazón.
Pero a diferencia de las termitas, que tienen bacterias en sus intestinos para descomponer la madera que comen, las bacterias que los gusanos marinos necesitan para producir enzimas digestivas se encuentran en el otro extremo de sus cuerpos, en sus branquias.
En 1848, el científico francés Gérard-Paul Deshayes describió conductos diminutos a lo largo del gusano de barco, desde las branquias hasta la boca y el estómago del bivalvo, pero no pudo explicar para qué servían.
Usando las últimas herramientas tecnológicas que cortaron el gusano de barco en rodajas microscópicas, los científicos de Northeastern’s Centro de Ciencias Marinas y el Coastal Sustainability Institute en Nahant, Massachusetts, resolvieron el misterio.
En un artículo publicado el 9 de noviembre en Proceedings of the Royal Society B – el buque insignia de la revista de investigación biológica de la Royal Society – profesor de investigación dan distel y su asistente de investigación, marvin altamiaexplicó cómo las enzimas que disuelven la madera se abren camino a través del cuerpo del gusano de barco a través de conductos que tienen solo una fracción del diámetro de un cabello humano.
“Siempre ha existido la pregunta de cómo estas enzimas pasan de las branquias a un lugar donde realmente pueden ayudar al animal a digerir la madera”, dice Distel, director de Northeastern. Centro del Patrimonio del Genoma Oceánico. “Existe este transporte físico de un lugar a otro. Eso es lo que hemos resuelto en este artículo.
Su laboratorio se inspiró en el trabajo posdoctoral de Distel con John Waterbury en la Institución Oceanográfica Woods Hole en el que Distel usó marcadores de ADN fluorescentes, entonces una de las últimas tecnologías en biología molecular, para demostrar que las bacterias que Waterbury había cultivado en el laboratorio eran el mismo organismo. que invade las células de las lombrices.
Fue uno de los primeros usos de la hibridación fluorescente in situ, o FISH, dice Distel.
El hecho de que las lombrices de tierra tengan bacterias que las ayuden a funcionar es de interés para los científicos.
“Para los vertebrados, como nosotros, si tienes bacterias dentro de tus células, estás muy enfermo. Los invertebrados pueden tener infecciones bacterianas dentro de sus células que en realidad son beneficiosas”, llamados simbiontes, dice Distel.
Para esta última ronda de investigación, su laboratorio tomó diminutos gusanos marinos de uno a dos centímetros y los cortó en rodajas finas con un dispositivo similar a una guillotina llamado micrótomo.
Los gusanos de mar son como tubos, con la cabeza atravesando la madera y las branquias en el otro extremo, donde toman el oxígeno del agua de mar.
Distel y sus investigadores crearon anticuerpos cultivados en el laboratorio, enzimas producidas por gusanos marinos, sintetizadas a partir de secuencias genéticas. Luego aplicaron los anticuerpos a las rebanadas de gusanos de barco para ver dónde se pegaron.
Luego se aplicó un segundo anticuerpo fluorescente para iluminar y visualizar las enzimas bajo un examen microscópico, proporcionando una hoja de ruta del camino de viaje de la enzima digestiva que resultó ser exactamente como lo había descrito Deshayes, dice Distel.
“Podemos ver manchas en las branquias donde están las bacterias, podemos ver manchas en el intestino y podemos seguir el conducto desde las branquias hasta el estómago y la boca. Logramos conectar los puntos”, dijo.
Los conductos en cuestión son muy pequeños, de entre 30 y 50 micrones de diámetro. Un cabello humano tiene unas 90 micras de diámetro.
“Pero aparentemente (los conductos) son lo suficientemente grandes como para actuar como una pequeña manguera contra incendios, para llevar las enzimas” a la boca y el intestino, dice Distel.
A continuación, le gustaría explorar cómo las enzimas creadas por las bacterias en las células huésped del gusano de barco cruzan la membrana celular hacia los conductos para que luego puedan transportarse al tracto digestivo.
En muchos sentidos, “el gusano de barco es una especie de pequeño modelo natural para una gran planta de etanol celulósico”, dice Distel.
Comprender cómo funciona puede ayudar en la producción de combustible líquido renovable a partir de desechos agrícolas y papel, dice.
Los científicos también quieren entender cómo las bacterias simbióticas o beneficiosas evitan enfermar a los animales cuyas células habitan”, dice Distel.
“A partir de ahí, ¿puedes aprender algo sobre cómo tratar las infecciones patógenas?
En cuanto a los gusanos de barco, quedan misterios. Distel dice que nadie sabe cuánto tiempo pueden vivir, pero los científicos saben que se vuelven fértiles uno o dos meses después del nacimiento.
“Luego siguen creciendo, creciendo y creciendo”, dice Distel, y agrega que los gusanos de mar pueden devorar el casco de un barco de madera en cuestión de meses.
Los gusanos marinos incluso comen madera de ciprés antiguo de un bosque submarino descubierto por huracanes a ocho millas de la costa de Alabama. el bosque es aparece en un video producido por el Centro de Ciencias Marinas y publicado en octubre.
“Tienen algo que llamamos crecimiento indeterminado”, dice Distel. “Lo que significa que seguirán creciendo mientras haya madera para comer. O algo los mata.
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