El colapso del formidable sistema inmune de las Moscas de la Fruta por el ataque de parasitoides implacables

Ixchel Osorio-Paz, Larissa Guillén y Martín Aluja

La historia de las larvas de las Moscas de las Frutas y sus enemigos parasitoides (= pequeñas avispas) nos muestra con crudeza la implacable lucha por la supervivencia en el mundo de los insectos. Es una lección sobre las adaptaciones y estrategias que permiten a algunos organismos conquistar nuevos espacios y prevalecer sobre otros.

El 29 de mayo de 1453, los otomanos liderados por el Sultán Mehmed II traspasaron las férreas defensas de Constantinopla, mismas que durante mucho tiempo habían sido consideradas impenetrables, pues se encontraban rodeadas por imponentes murallas y resguardadas por el agua. Asimismo, el acceso al puerto estaba bloqueado por una cadena gigante para evitar la entrada de embarcaciones intrusas. Sin embargo, después de intensos días de batalla, el Sultán ideó una estrategia ingeniosa: transportó barcos por tierra y de esta manera logró ingresar al puerto y romper las cadenas (1). Así como los otomanos lograron invadir la gran ciudad de Constantinopla, existen organismos vivos que logran atacar a otros utilizando estrategias de invasión sorprendentes. A continuación, detallaremos una …

Episodio I: Traspasando las murallas (Rompiendo la inmunidad de la barrera)

Similar a las murallas de Constantinopla, las larvas de las Moscas de la Fruta poseen una piel resistente que las resguarda de posibles invasores, además de que crecen dentro de frutos que les brindan protección; esta es su primera línea de defensa llamada “inmunidad de barrera”. Sin embargo, el invasor, en este caso un parasitoide (= pequeña avispa) que puede ser de tamaño parecido a la larva, cuenta con poderosas herramientas de ataque que le permiten localizarla e invadirla/atacarla. En primer lugar, mediante el uso de sus antenas, los parasitoides pueden percibir olores de frutos que albergan larvas en crecimiento desde grandes distancias. Una vez que han identificado un fruto con larvas de Moscas de la Fruta en su interior, emplean sus antenas y patas para rastrear la ubicación y posición exacta de su presa. ¡Pero eso no es todo! También son capaces de detectar si la larva ha sido previamente atacada por otro parasitoide. En muchas ocasiones, los parasitoides muestran una alta especificidad hacia la especie, edad y tamaño de las larvas que atacan, lo que les permite ser más eficientes en su estrategia de búsqueda y ataque (2).

Episodio II: La invasión (Oviposición)

Luego de que los parasitoides localizan y seleccionan a su presa, proceden a invadirla. Al igual que las tropas otomanas usaron su imponente cañón “Basílica” para derribar las murallas de la ciudad, los parasitoides cuentan con una herramienta sorprendente: su implacable ovipositor (3) El ovipositor es una estructura alargada en forma de aguja que posee un canal interno por el cual los huevos son depositados dentro de la larva. Algunos parasitoides incluso tienen un canal adicional a través del cual inyectan veneno a la larva para paralizarla. El ovipositor no solo es largo y resistente, sino que también está equipado con pequeñas cuchillas que le permiten atravesar la corteza de los frutos. Una vez que alcanza el cuerpo de la larva, del ovipositor sale una delgada extensión llamada acúleo, que facilita el deslizamiento de los huevos a través de la cutícula (= piel) de la larva, depositándolos en su interior de manera eficiente (Fig. 1).

Episodio III: La defensa (El sistema inmune de la larva de la mosca)

Las larvas de las Moscas de la Fruta, al igual que muchos animales, incluyendo a los humanos, cuentan con una segunda línea de defensa llamada "inmunidad innata", es decir, que nace con ella y no requiere entrenamiento. Aunque no es tan específica como el sistema inmune adaptativo (que produce anticuerpos específicos), es altamente eficiente y protege a la larva de numerosos intentos de invasión/ataque de manera rápida y eficaz.

La respuesta inmune innata de la larva comienza con la liberación de moléculas conocidas como péptidos antimicrobianos. Estas moléculas tienen la capacidad de atacar directamente a diversos intrusos, como virus y bacterias, destruyéndolos. Además, estos péptidos antimicrobianos tienen la capacidad de activar otras respuestas inmunitarias. Una de ellas es la activación de unas células presentes en la hemolinfa (= la “sangre” de los insectos) llamadas hematocitos. Estas células pueden rodear al huevo de un parasitoide invasor, aglutinándose en su superficie para encapsularlo y aislarlo. La larva, entonces, produce moléculas tóxicas dentro de la cápsula, como especies reactivas de oxígeno, que finalmente acaben matando el huevo del parasitoide.

Episodio IV: El colapso

A pesar del arsenal de defensa con el que cuentan las larvas de las Moscas de la Fruta para defenderse, estas enfrentan diversos desafíos cuando se trata de un ataque por parte de los parasitoides. ¿Por qué? Pues porque estos últimos han desarrollado estrategias que les permiten evadir la respuesta inmune de la larva.

Una de las estrategias utilizadas por los parasitoides se relaciona al hecho de que una hembra es capaz de identificar y elegir aquellas larvas que no tienen una respuesta inmunológica suficiente para defenderse. Además, algunos parasitoides pueden camuflar sus huevos con cubiertas anti-reconocimiento, lo que impide que se active la respuesta defensiva de la larva a tiempo. Otra estrategia comúnmente utilizada por los parasitoides es la deposición masiva de huevos, provocando que las defensas de la larva no logren encapsularlos todos de manera efectiva. Por último, algunos parasitoides son capaces de inyectar moléculas o virus junto con sus huevos, que inhiben la activación de la respuesta defensiva de la larva. Increíble, ¿no crees?

Una vez que el huevo del parasitoide se establece dentro de la larva de la Mosca de la Fruta, la larvita parasitoide que eclosiona de ese huevo puede optar por matarla de inmediato para alimentarse y desarrollarse, o permitir que la larva de la Mosca de la Fruta crezca mientras consume sus recursos, eventualmente matándola con el paso del tiempo.

En este fascinante episodio de la naturaleza, describimos algo equivalente a la caída de una gran ciudad y la rendición de su poderoso ejército. Las larvas de las Moscas de la Fruta, inicialmente protegidas y formidables, se convierten en un símbolo de vulnerabilidad frente a los implacables parasitoides.

“La opinión es responsabilidad de los autores y no representa una postura institucional”

Referencias

  • García-Medel, D., J. Sivinski, F. Díaz-Fleischer, R. Ramirez-Romero & M. Aluja. 2007. Foraging behavior by six fruit fly parasitoids (Hymenoptera: Braconidae) released as single- or multiple-species cohorts in field cages: influence of fruit location and host density. Biological Control 43: 12-22.
  • Sivinski, J., K. Vulinec & M. Aluja. 2001. Ovipositor length in a guild of parasitoids (Hymenoptera: Braconidae) attacking Anastrepha spp. fruit flies (Diptera: Tephritidae) in Southern Mexico. Annals of the Entomological Society of America 94: 886-895.

Slider: Adultos de parasitoide hembra de la especie Doryctobracon crawfordi (Viereck) (Hymenoptera: Braconidae), atacando larvas de Moscas de la Fruta mediante la inserción de su ovipositor en forma de aguja dentro del cuerpo de la larva de la mosca para depositar un huevo del que después de unos días eclosionará una larvita parasitoide que se comerá a su víctima por dentro. Las flechas rojas señalan al ovipositor enterrado dentro del cuerpo de la larva (izquierda) y al ovipositor de otro parasitoide hembra (derecha) preparándose para atacar una larva diferente (la parte borrosa representa un efecto de refracción sobre el fondo de la caja Petri donde fue tomada la foto). 

Crédito de Foto: Erick J. Enciso-Ortíz.

 

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