LOS INSECTOS, FUENTE DE INNOVACIONES BIOTECNOLÓGICAS
Autores: Luis Arturo Ibarra-Juárez1, Juljeneth López-Santizo2, Ioreni Margarita Hernández-Velázquez3, Jesús Alejandro Zamora-Briseño4
1 CONACyT, Red de Estudios Moleculares Avanzados, Instituto de Ecología, A. C.
2 Red de Estudios Moleculares Avanzados, Instituto de Ecología A. C.
3 Escuela de Estudios Agropecuarios Mezcalapa, Universidad Autónoma de Chiapas
4 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Unidad Mérida
Resumen
Los insectos son el grupo más diverso de animales y pueden asociarse con microorganismos. Entender las interacciones entre insectos y microorganismos puede servir para desarrollar aplicaciones biotecnológicas novedosas.
Palabras clave: Insectos, biotecnología, microorganismos
Figura 1. Vista lateral de una larva de Galleria mellonella. Crédito: Juljeneth López-Santizo
Los insectos son el grupo de animales más diverso de la Tierra, con más de un millón de especies reportadas (Grimaldi y Engel, 2005). A parte de su importancia ecológica intrínseca, dicha biodiversidad representa un recurso biológico muy importante para el potencial desarrollo de innumerables aplicaciones biotecnológicas. Es por ello que hoy en día existe un área de la biotecnología exclusivamente dedicada al estudio de los insectos, conocida como biotecnología de insectos, la cual se define como el uso de insectos completos, sus órganos, células o moléculas, así como de sus microorganismos simbióticos, en los campos de la medicina, la agricultura y la industria (Vilcinskas, 2020; Banerjee et al., 2022). También, otra área de oportunidad es la biorremediación, la cual se puede entender como el uso de organismos vivos o sus componentes para eliminar contaminantes y toxinas del ambiente, tales como residuos de petróleo, metales pesados o plásticos.
Los plásticos actualmente son considerados como contaminantes emergentes, cuya acumulación en el ambiente ha aumentado drásticamente a raíz de su ingente demanda en las últimas décadas. Para el año 2015, la producción de plásticos fue de unos 320 millones de toneladas, pero se estima que su demanda se incrementará a unos 1,800 millones de toneladas para la década de 2050. A estos números hay que agregar que los plásticos, en general, requieren cientos o incluso miles de años para desaparecer bajo condiciones ambientales.
Uno de los muchos tipos de plásticos es el unicel, un plástico derivado del petróleo también conocido como poliestireno expandible. El uso de este plástico es muy demandado ya que se utiliza como embalaje de diferentes productos, en la elaboración de platos y vasos desechables en la industria de alimentos, entre otras muchas aplicaciones. Desafortunadamente, el unicel es un plástico de un sólo uso, no es biodegradable ni reciclable, por lo que unos pocos minutos de uso fácilmente pueden convertirse en 500 años o más de espera para que desaparezca del ambiente y tan sólo en México, se estima que se consumen hasta 125 mil toneladas anuales de este material.
Aunque a la fecha se han descrito algunas decenas de especies de hongos y bacterias capaces de biodegradar plásticos, en 2017 se describió que las larvas de la polilla de la cera, Galleria mellonella, un insecto del grupo de los lepidópteros (al que pertenecen las mariposas y polillas), es capaz de descomponer diversos plásticos, incluidos el poliestireno (Bombelli et al., 2017). En su estado natural, esta polilla es una plaga agrícola que amenaza la producción de miel en diversos países, incluido México, pues en su estado larvario se alimenta de la cera con la que están hechas las colmenas. Este descubrimiento generó un gran interés en la comunidad científica internacional e hizo que muchos grupos de investigación se pusieran a trabajar intensamente para descifrar las características que le permiten a este insecto procesar diversos plásticos, incluido el polietileno, poliestireno y polipropileno.
Figura 2. Larvas de Galleria mellonella comiendo unicel. Crédito: Juljeneth López-Santizo
De manera paralela, a lo largo de los últimos años se ha descrito un puñado especies animales, principalmente insectos lepidópteros, capaces de degradar el plástico. A estos animales se les conoce como plastívoros, es decir, animales que comen plástico. Esta capacidad de poder procesar plásticos en su sistema digestivo, puede depender no sólo de las capacidades metabólicas propias de dichos animales, sino también de los microorganismos presentes en sus tractos digestivos. Por ello, actualmente existe un esfuerzo importante para comprender cuáles son los mecanismos moleculares que hacen posible que los insectos plastívoros biodegraden plástico y si existen microorganismos asociados que contribuyen a estas increíbles capacidades biológicas. Dada la inmensa biodiversidad de los insectos, es probable que los insectos plastívoros descritos hasta la fecha, sean sólo apenas la punta del iceberg de un grupo mucho más numeroso de insectos capaces de biodegradar plásticos, cuyas capacidades excepcionales esperan a ser descritas en algún lugar de nuestro planeta y cuya localización probablemente se encuentre en alguna selva, bosque o casa de nuestro país.
Lo anterior es sólo un pequeño ejemplo del abanico cuasi infinito de aplicaciones potenciales que poseen los insectos, pero sobre todo, es una razón adicional para preservar nuestros todavía vastos recursos biológicos con los que contamos y que merecen la pena ser estudiados.
Bibliografía
Banerjee, S., Maiti, T. K., & Roy, R. N. (2022). Enzyme producing insect gut microbes: an unexplored biotechnological aspect. Critical Reviews in Biotechnology, 42(3), 384- 402.
Grimaldi, D., and Engel, M. S. 2005. Evolution of Insects. Cambridge Univ. Press. Cambridge, UK, 1–16.
Vilcinskas, A. (2020). Insect Biotechnology. In Biological Transformation (pp. 247- 260). Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg.
Bombelli, P., Howe, C. J., & Bertocchini, F. (2017). Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella. Current biology, 27(8), R292-R293.