Conocidos como la almeja que hundió mil barcos, los gusanos de barco son animales de aspecto extraño y con un efecto extraño.
Una almeja con forma de gusano que puede crecer al menos dos metros de largo, el gusano de barco se alimenta de madera al clavar su cabeza cubierta de caparazón en los cascos de los barcos y otras maderas marinas y triturar la celulosa en partículas con pequeños dientes festoneados.
Pero a diferencia de las termitas, que tienen bacterias en sus intestinos para descomponer la madera que consumen, las bacterias que los gusanos de barco necesitan para producir enzimas digestivas están en el otro extremo de sus cuerpos, en las branquias.
En 1848, el científico francés Gerard Paul Deschaes describió conductos extremadamente finos que recorren la longitud del gusano de barco desde las branquias hasta la boca y el estómago de los bivalvos, pero no pudo explicar su propósito.
Usando herramientas de última generación que cortaron el gusano de barco en segmentos microscópicos, científicos de la Universidad Northeastern Centro de Ciencias Marinas Y el Instituto para la Sustentabilidad Costera en Nahant, Massachusetts, ha resuelto ese misterio.
en El artículo fue publicado el 9 de noviembre. En Actas de la Royal Society B – Revista líder de investigación biológica de la Royal Society – Profesor de investigación dan distle y 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 canales que tienen solo una fracción del diámetro de un cabello humano.
dice Distel, director de Northeastern’s Centro del legado del genoma oceánico. «Existe esta transferencia física de un lugar a otro. Eso es lo que hemos encontrado en este documento».
Su laboratorio se basó en el trabajo posdoctoral de Distel con John Waterbury en la Institución Oceanográfica Woods Hole, donde Distel usó etiquetas de ADN fluorescentes, entonces una de las técnicas de vanguardia en biología molecular, para demostrar que la bacteria cultivada en el laboratorio era el mismo organismo que invade las células del gusano de barco. . .
Distel dice que fue uno de los primeros usos de la hibridación fluorescente in situ, o FISH.
El hecho de que los gusanos de barco contengan bacterias que les 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 y es realmente beneficioso», dice Distel.
En esta última ronda de investigación, su laboratorio tomó diminutos gusanos de barco de aproximadamente uno o dos centímetros de tamaño y los cortó en rodajas finas utilizando un dispositivo similar a una guillotina llamado micrótomo.
Los gusanos de barco tienen forma de tubo, con la cabeza haciendo un túnel en el xilema y las branquias en el otro extremo donde absorben oxígeno del agua de mar.
Distel y sus investigadores crearon anticuerpos cultivados en laboratorio producidos por el gusano de barco a partir de enzimas sintetizadas a partir de secuencias genéticas. Luego, aplicaron los anticuerpos a los portaobjetos del gusano de barco para ver dónde estaba ubicado.
Luego se aplicó un segundo anticuerpo fluorescente para iluminar y visualizar las enzimas bajo el microscopio, lo que proporcionó una hoja de ruta de la ruta de viaje de las enzimas digestivas que resultó ser exactamente como la describió Deschaes, dice Distel.
«Podemos ver manchas en las branquias donde están las bacterias, podemos ver manchas en el intestino y podemos rastrear el conducto desde las branquias hasta el estómago y la boca. Hemos podido conectar los puntos», dice.
Los canales involucrados son muy pequeños, alrededor de 30 a 50 micras de diámetro. El diámetro de un cabello humano es de unas 90 micras.
«Pero obviamente[los conductos]son lo suficientemente grandes como para actuar como una pequeña manguera contra incendios, para llevar las enzimas a la boca y los intestinos.
A continuación, le gustaría explorar cómo las enzimas creadas por las bacterias dentro de las células anfitrionas del gusano de barco cruzan la membrana celular para pasar a los conductos para que luego puedan ser transportados al tracto digestivo.
En muchos sentidos, «el gusano de barco es una especie de pequeño modelo natural de una gran planta de etanol de celulosa», dice Distel.
Comprender cómo funcionan podría ayudar a producir combustibles líquidos renovables a partir de desechos agrícolas y de papel, dice.
Los científicos también están interesados en comprender cómo las bacterias simbióticas o beneficiosas evitan infectar a los animales que viven en sus células», dice Distel.
«A partir de eso, ¿puedes aprender algo sobre cómo tratar las infecciones patógenas?»
En cuanto a los gusanos de barco, quedan misterios. Nadie sabe cuánto tiempo pueden vivir, dice Distel, pero los científicos saben que serán fértiles dentro de uno o dos meses de su nacimiento.
“Luego siguen creciendo y creciendo”, dice Distle, y agrega que los gusanos de barco pueden comerse el casco de un barco de madera en unos pocos meses.
Los gusanos marinos incluso comen madera de ciprés antiguo de un bosque submarino desenterrado por huracanes a ocho millas de la costa de Alabama. Bosque apareció en el video Producido por el Centro de Ciencias Marinas y lanzado en octubre.
«Tienen algo que llamamos crecimiento indefinido», dice Distel. «Lo que significa que siguen creciendo mientras haya madera para comer. O algo los mata».
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