Nuevas pistas sobre cómo el dióxido de carbono afecta la reproducción de los abejorros
Si bien un apicultor que sopla nubes de dióxido de carbono en una colmena para calmar a los insectos es una imagen familiar para muchos, se sabe menos sobre sus otros efectos en las abejas. Un estudio reciente ha revelado pistas sobre cómo el compuesto químico afecta la fisiología de las abejas, incluida la reproducción.
El equipo de investigación, dirigido por un entomólogo de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State, se propuso desentrañar cómo el dióxido de carbono parece evitar la diapausa, una fase similar a la hibernación en la que las abejas duermen durante el invierno, para desencadenar el proceso reproductivo en las reinas de los abejorros.
Los investigadores encontraron que el dióxido de carbono primero indujo un cambio en el metabolismo, que luego desencadenó efectos secundarios reproductivos. Los resultados, publicados recientemente en Insect Biochemistry and Molecular Biology, eran contrarios a las hipótesis anteriores.
“Anteriormente se pensaba que el CO2 afectaba directamente a la reproducción, pero este estudio es una de las primeras pruebas que muestra que probablemente no sea así”, dijo Etya Amsalem, profesora asociada de entomología. “Descubrimos que el CO2 cambia la forma en que los macronutrientes se almacenan y reasignan en el cuerpo. El hecho de que se inicie entonces el proceso de reproducción es sólo un artefacto de estos procesos.
Según los investigadores, los apicultores e investigadores suelen utilizar dióxido de carbono para calmar a las abejas y otros insectos. Pero además de inducir un efecto calmante, el dióxido de carbono también puede desencadenar una variedad de otras respuestas fisiológicas.
Por ejemplo, mientras que las reinas de abejorros normalmente entran en diapausa durante los meses de invierno antes de comenzar una nueva colonia en la primavera, los apicultores y los investigadores pueden usar dióxido de carbono para desencadenar el proceso reproductivo de las reinas antes de lo que sucedería por sí solo.
Amsalem dijo que había varias razones por las que ella y los otros investigadores querían realizar el estudio. En primer lugar, debido a que el dióxido de carbono se usa tanto, dijo que era importante comprender su modo de acción en los insectos, y particularmente en los abejorros, donde es una herramienta útil para que los colmenares comerciales produzcan colonias para la polinización durante todo el año. Pero el segundo fue comprender mejor cómo el uso de dióxido de carbono también podría influir en los resultados de la investigación.
«Sabemos que el dióxido de carbono puede tener muchos efectos, incluido el comportamiento», dijo Amsalem. «Entonces, si estás haciendo un estudio sobre los efectos de una manipulación específica en el comportamiento de las abejas y también estás usando CO2 como anestésico, ¿qué estás estudiando realmente: el efecto de tu manipulación o el efecto del CO2?»
Para el estudio, los investigadores llevaron a cabo dos fases de experimentos. En el primero, los investigadores querían una mejor comprensión básica de los efectos fisiológicos del dióxido de carbono en los abejorros reinas.
Los investigadores dividieron a las abejas en dos grupos: uno que no fue tratado y otro que fue tratado con dióxido de carbono. Luego, el equipo examinó las abejas en tres momentos: justo después del tratamiento, luego tres y diez días después. En cada instante, los investigadores examinaron los ovarios y midieron las concentraciones de macronutrientes en varios tejidos, lo que dio pistas sobre los cambios en la función metabólica a lo largo del tiempo.
«Las gatas tratadas con CO2 tenían niveles más altos de activación ovárica que las gatas no tratadas», dijo Amsalem. «Las reinas tratadas también experimentaron un cambio en la asignación de macronutrientes, con menos lípidos en el órgano conocido como ‘cuerpo graso’ y más glucógeno. [a stored form of glucose] y proteínas en sus ovarios.
Con esta información de fondo, los investigadores querían desentrañar cómo el dióxido de carbono afecta tanto al metabolismo como a la reproducción. Usaron dióxido de carbono para tratar dos grupos adicionales de reinas: un grupo al que se le extirparon los ovarios y otro al que se trató con un antagonista de la hormona juvenil.
Los investigadores explicaron que este antagonista reduce los niveles de la hormona juvenil, que regula la reproducción y acelera el metabolismo, en los abejorros. Los científicos han sospechado que esta hormona es importante para determinar cómo el dióxido de carbono podría afectar la fisiología de los insectos.
Esta vez, encontraron que las abejas cuyos ovarios habían sido extirpados experimentaron un cambio similar en los macronutrientes en comparación con las abejas del grupo de control que todavía tenían sus ovarios. Los investigadores dijeron que esto sugería que el dióxido de carbono afectaba primero al metabolismo, ya que las abejas sin sus órganos reproductivos todavía experimentaban el mismo efecto.
Además, las abejas tratadas con el inhibidor de la hormona juvenil no exhibieron estos efectos metabólicos, lo que los investigadores creen que respalda el papel de esta hormona en la mediación de los efectos del dióxido de carbono.
Amsalem dijo que los resultados son importantes para comprender no solo cómo el dióxido de carbono afecta a los abejorros, sino a todos los insectos.
«El CO2 tiene muchos impactos diferentes en los insectos, por lo que, como científicos, estamos tratando de encontrar un efecto que todos tengan en común para que podamos encontrar el proceso o mecanismo exacto que crea esos efectos», declaró. «Por ejemplo, afecta positivamente la reproducción en las abejas, pero podría inhibirla en otros insectos. No es consistente en cómo afecta la reproducción. Pero creemos que es consistente en cómo afecta el metabolismo».
Katherine Barie, exestudiante de posgrado de la Facultad de Ciencias Agrícolas, y Eran Levin, investigador de la Universidad de Tel Aviv, también participaron en este trabajo.
El Fondo Binacional de Investigación y Desarrollo Agrícola de Estados Unidos e Israel ayudó a apoyar esta investigación.
