Quizás en algún momento nuestros hogares han sido invadidos por su presencia, provocándonos un sentimiento de rechazo y el inmediato deseo de eliminarlas. Sin embargo, muchas son las cosas que estos particulares insectos, las cucarachas, tienen para enseñarnos.
Blatella germanica. Fuente: eol – biopix n sloth
No resulta extraño pensar que sus capacidades y mecanismos de supervivencia puedan estar relacionados a su longevidad planetaria. Las cucarachas han existido desde hace aproximadamente 350 millones de años, sobreviviendo incluso, cuando la mayoría de sus congéneres se han extinguido. Esto se ha dado probablemente debido a sus enormes capacidades de adaptación, una de las cuales pone ahora en jaque a los cebos y a los exterminadores que pretenden combatirlas.
Un grupo de investigadores ha descubierto que las cucarachas alemanas (Blattella germanica) han desarrollado una respuesta adaptativa muy eficaz contra cebos envenenados de sabor dulce. Han modificando su sentido del gusto de forma tal que perciben a la glucosa, un tipo de azúcar que se utiliza para recubrir los cebos, como “amarga” en vez de “dulce”, mostrando repulsión hacia ella, y en consecuencia, repulsión por el cebo.
Muchísimas diferentes, pero solo unas pocas problemáticas
Blatella germanica. Fuente: EOL – Biopix N Sloth
De las aproximadamente 4000 especies de cucarachas identificadas, menos del 1%, cerca de unas 30 especies, interactúan con los humanos lo suficiente como para ser consideradas pestes. De estas últimas, una de las especies considerada como la peste más importante a nivel mundial es la cucaracha rubia o alemana: Blattella germanica. Tiene una distribución global y puede sobrevivir en cualquier medioambiente donde haya seres humanos que le provean calor, humedad, y comida. Viven entre 100 y 200 días y se reproducen continuamente, con muchas generaciones solapantes presentes en cualquier momento. Como resultado de esto, se ha demostrado que el crecimiento de la población es exponencial.
Debido a que las cucarachas pueden hospedar muchas especies de bacterias patógenas y otros microorganismos perjudiciales para los humanos, tanto sobre sus cuerpos como dentro de ellos, pueden actuar como vectores transmitiendo enfermedades. Adquieren los microorganismos perjudiciales debido a sus hábitos alimentarios, ya que son capaces de alimentarse de cualquier tipo de materia orgánica, incluidos los desechos. Estos microorganismos pueden permanecer viables por un período considerable de tiempo y luego, si la cucaracha visita y toca comida destinada a consumo humano, estos microorganismos pueden contaminar la comida. De aquí, la necesidad de mantenerlas fuera de los hogares.
Uno de los métodos comunes para combatirlas es el uso de venenos químicos, existiendo una amplia variedad de insecticidas contra ellas. Algunos de estos son administrados en forma de cebos que deben ser ingeridos por las cucarachas para que actúen luego. Desde hace varios años la utilización de cebos ha reemplazado mucho a la aplicación de químicos sobre las superficies, ya que se consideran más seguros que los insecticidas, tanto para los humanos como para las mascotas, al estar confinados a un único lugar. Sin embargo, desde que los cebos comenzaron a utilizarse, muchos fueron perdiendo efectividad sobre las poblaciones de cucarachas, haciendo muy difícil combatirlas. Pero… ¿hay una explicación para esto?
Buscando la explicación: la investigación en detalle
Un grupo de investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (EEUU) se hizo esa pregunta y decidió estudiar porque las cucarachas ya no respondían a los cebos, mostrando una aversión o rechazo hacia los cebos de sabor dulce. Trabajando con especies salvajes de cucaracha rubia y especies que mostraban rechazo por los cebos dulces, los investigadores estudiaron el mecanismo neuronal detrás de este rechazo. El estudio fue publicado recientemente en la revista Science.
¿Cómo hicieron el estudio?
Blatella germanica. Fuente: EOL – Biopix N Sloth
En lugar de papilas gustativas, las cucarachas tienen órganos sensoriales tipo “pelos” localizados en regiones próximas a su boca. Estos órganos pueden encontrarse también en distintas partes del cuerpo del insecto actuando como sensores de diferentes estímulos. Los investigadores se concentraron en estudiar aquellos situados alrededor de la zona de la boca y en los dos tipos de células nerviosas que detectan los sabores y responden emitiendo señales eléctricas en el cerebro. Uno de los tipos de células responde sólo a los azúcares y otras sustancias dulces, y el otro responde sólo a las sustancias amargas. Cada vez que una molécula de algo dulce se une a un detector de dulce, dispara impulsos eléctricos y el cerebro de la cucaracha percibe el dulzor, haciendo que quiera comer lo que está percibiendo. Cuando una molécula de algo amargo se une al detector amargo, también envía impulsos al cerebro, pero provoca que la cucaracha quiera evitar que esa substancia.
Para analizar qué estaba sucediendo en el caso de las cucarachas que mostraban rechazo, los investigadores realizaron estudios de comportamiento y de electrofisiología (estudiando la actividad de las células nerviosas). Le ofrecieron a ambas poblaciones de cucarachas (las salvajes y las que mostraban rechazo por glucosa) diferentes compuestos, tanto dulces como amargos y/o salados y luego analizaron su compartimiento y sus receptores del gusto.
Son dulces, pero ellas los perciben amargos
Para estudiar su comportamiento frente a las sustancias, les ofrecieron mermelada o mantequilla de maní a ambos tipos de cucarachas. En el siguiente video (experimento) puedes observar claramente como las cucarachas que muestran rechazo por la glucosa, no se dirigen hacia la mermelada. Está en inglés sin embargo puedes observarlo y disfrutar del experimento sabiendo que: Wild type roaches son las cucarachas salvajes, mientras que Glucosa-averse roaches son las cucarachas que presentaban rechazo hacia los cebos con glucosa, enfrentadas a mermelada (jelly) y mantequilla de maní (peanut butter).
Al realizar el estudio de los receptores observaron que la glucosa (sustancia dulce) desencadenaba receptores tanto dulces como amargos en los “pelos” gustativos de las cucarachas que mostraban rechazo por lo dulce, provocando que quieran evitar los alimentos con glucosa. Esto no sucedía en el caso de las cucarachas salvajes. Confirmaron así los estudios de comportamiento realizados. Por ende, las cucarachas que rechazaban lo dulce habían desarrollado una respuesta adaptativa percibiendo la glucosa como un compuesto amargo.
Hace ya muchos años, se había observado que este rechazo por la glucosa se transfería a la descendencia, es decir, que tenía una base genética, resultando en grupos cada vez más grandes de cucarachas que rechazan la glucosa y los cebos elaborados con ella. En el futuro queda determinar cómo es este cambio a nivel genético que probablemente podría estar asociado a una mutación a nivel de los receptores del gusto, que le daría una ventaja competitiva a esas cucarachas, haciendo que esa mutación sea seleccionada y perpetúe en la población.
Implicancias de estos hallazgos
Según los expertos la forma en que los detectores de los sentidos cambiaron en las cucarachas es un ejemplo “elegante” de cambio evolutivo rápido sobre el comportamiento, y ofrece a la industria de control de plagas valiosos conocimientos sobre los secretos del enemigo. La industria siempre está desarrollando nuevas fórmulas debido a que los animales persuaden los cebos. En este caso las cucarachas no se hicieron resistentes al veneno, sino que se adaptaron, modificando sus receptores para rechazar las sustancias que se emplean para combatirlas!.
La rápida aparición de este comportamiento subraya la plasticidad del sistema sensorial de los insectos respecto a los cambios ambientales.
Cuánto nos queda por aprender aún del maravilloso mundo animal!
Fuentes:
Changes in Taste Neurons Support the Emergence of an Adaptive Behavior in Cockroaches Ayako Wada-Katsumata, Jules Silverman, and Coby Schal. Science 24 May 2013: 340 (6135), 972-975.