Pulgones casi fotosintéticos

La fotosíntesis es un proceso característico de las plantas pero también propio de algas, cianobacterias y algunos hongos. Ahora un equipo del Sophia Agrobiotech Institute (Francia)  ha descubierto que los áfidos del guisante son capaces de utilizar la energía del sol para producir energía.

Los insectos siguen estando de actualidad y esta vez la campanada la han dado los áfidos, esos insectos que todos conocemos como pulgones y que hemos visto invadiendo por ejemplo  los rosales del patio. Este insecto, tan pequeño y demoledor para jardines y cultivos, es un bicho curioso: tiene una fase de reproducción sexual pero también se reproduce por partenogénesis e incluso pueden nacer ya preñados. El organismo modelo para estudiar estos insectos es el áfido que parasita  leguminosas como el guisante, el Acyrthosiphon pisum, y los científicos lo tenían en su punto de mira desde que en 2010 se descubrió que tenían genes para sintetizar carotenoides.

El protagonista de esta historia: el áfido del guisante

Los carotenoides son los responsables del color naranja de las zanahorias y del rosa de los flamencos. Son utilizados por los organismos fotosintéticos para absorber la luz en longitudes de onda donde la clorofila no es tan eficaz y captar así un mayor número de fotones para producir más energía. En los organismos no fotosintéticos  la presencia de carotenoides se suele relacionar con mecanismos antioxidantes y por ejemplo el beta caroteno es un precursor de la vitamina A. Hasta 2010 no se conocía ningún animal capaz de producir carotenoides y se daba por hecho que todos los ingerían a través de la dieta. Sin embargo, un equipo de la Universidad de Yale descubrió que los áfidos tenían genes para sintetizarlos. Pero, ¿por qué razón los producen? ¿Cuál es el significado biológico de esta caprichosa síntesis?

Los carotenoides dan color a flamencos y zanahorias

Para responder esta pregunta el equipo de Alain Robichon generó una línea de áfidos adaptada a sobrevivir y crecer a temperaturas bajas y observaron que ésta tenía pigmentación verde (cuando crecen en condiciones óptimas (22ºC) estos áfidos son naranjas).  Por otro lado contaban con otra línea de color blanco, pigmentación que aparece espontáneamente en grandes poblaciones con pocos recursos a su disposición.  Primero comprobaron que las diferentes pigmentaciones se correspondían con un contenido distinto de carotenoides: los verdes tenían más, lo blancos no tenían  y los naranjas contaban con un nivel intermedio de estos compuestos.  Descubrieron después que los áfidos verdes producían más ATP (la molécula almacén de energía de los seres vivos) que los naranjas y éstos más que los blancos y que además al pasar los naranjas de la oscuridad a la luz se observaba un incrementos en la producción de energía, algo que no se observaba en los áfidos blancos control. Para producir ATP hace falta que se reduzca la coenzima NAD+ a NADH y que este NADH pase a la mitocondria para liberar los electrones que desencadenan el flujo de protones y la síntesis de ATP. Los investigadores también midieron los niveles de NAD+ y NADH al pasar de oscuridad a luz los áfidos naranjas y observaron un aumento de NADH que no se apreciaba en la línea de áfidos blancos.

La cadena de transporte electrónico de la mitocondria,donde el NADH cede sus electrones para generar flujo de protones y con él ATP (energía)

Así, parece que los áfidos del guisante utilizan sus carotenoides para captar  luz y producir energía, teniendo además los pigmentos distribuidos en una fina capa bajo la cutícula, contando con la disposición óptima para este menester. Hay que tener en cuenta que en realidad por el momento no se está hablando de un proceso fotosintético: en la fotosíntesis la energía del sol se utiliza en los cloroplastos para fijar CO₂ y producir azúcares (biomoléculas orgánicas), mientras que en el proceso descubierto en los áfidos se obtiene poder reductor que en la mitocondria se usa para generar energía (ATP) que será luego consumida en distintas funciones celulares.

Pero, si la dieta de un áfido es rica en azúcares, ¿para qué necesita mecanismos de producción de energía tan poco usuales en animales? Podría tratarse de un plan B para casos de emergencia: no hay que olvidar que la línea adaptada al frío (el invierno no es la mejor época para las leguminosas) es la que tiene un mayor contenido de carotenoides.

Está claro que hasta la forma de vida más insospechada puede sorprendernos, abramos bien los ojos.

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