The insecticidal potential of Bacillus cereus group strains from insect-dense regions of the United Kingdom

Los agricultores han dependido durante mucho tiempo de un aliado natural para proteger sus cultivos: una bacteria que habita en el suelo y que produce proteínas tóxicas para los insectos pero inofensivas para los humanos. Este guerrero microscópico, conocido como Bacillus thuringiensis, se ha rociado en los campos y se ha incorporado en semillas durante décadas, sirviendo como el pesticida biológico más importante del mundo. Sin embargo, al igual que los insectos evolucionan para sobrevivir a los aerosoles químicos, ahora están aprendiendo a resistir estas defensas naturales. A medida que las plagas se adaptan, las viejas herramientas se vuelven menos efectivas, lo que crea una necesidad urgente de encontrar nuevas fuentes de poder para matar insectos. Los científicos están volviendo a la naturaleza, buscando nuevas cepas de bacterias en la naturaleza que puedan poseer las claves para la próxima generación de protección de cultivos.

En un estudio reciente, los investigadores se propusieron explorar este potencial buscando en lugares donde los insectos viven en grandes cantidades. Viajaron a tres lugares específicos en todo el Reino Unido, incluyendo un bosque con densas infestaciones de escarabajos, una estación de investigación agrícola y brezales costeros rebosantes de orugas de polilla. Del suelo, las hojas e incluso de los cuerpos de insectos muertos encontrados en estos sitios, el equipo recolectó trece nuevas cepas del grupo Bacillus cereus, la familia de bacterias que incluye al famoso combatiente de plagas. Utilizando secuenciación genética avanzada, mapearon el código de ADN completo de cada cepa para ver qué armas portaban. El objetivo era determinar si estas bacterias silvestres poseían los mismos genes de muerte de insectos que las variedades comerciales, o si contenían algo completamente nuevo.

La investigación reveló una rica diversidad de bacterias, mucho más variada que un solo tipo de combatiente de plagas. Las trece cepas pertenecían a diferentes familias genéticas y portaban conjuntos distintos de instrucciones. Cinco de estas cepas resultaron poseer los genes específicos que producen proteínas cristalinas, las mismas toxinas que hacen que el Bacillus thuringiensis sea efectivo contra los insectos. Estos genes no eran aleatorios; parecían coincidir con las poblaciones locales de insectos. Por ejemplo, las cepas encontradas en las zonas costeras, donde abundan las polillas de invierno, portaban genes conocidos por atacar a insectos similares a las polillas. Las cepas del bosque, donde los escarabajos eran comunes, portaban una mezcla más amplia de toxinas, incluyendo aquellas efectivas contra los escarabajos. Esto sugiere que las bacterias están naturalmente sintonizadas con las plagas específicas en su entorno inmediato, evolucionando para luchar contra las amenazas locales.

Más allá de las toxinas conocidas, los investigadores buscaron algo más elusivo: los planos genéticos para metabolitos secundarios. Estos son compuestos químicos complejos que las bacterias producen para ayudarles a sobrevivir y competir, actuando a menudo como antibióticos o venenos adicionales. El equipo escaneó los genomas en busca de grupos de genes responsables de fabricar estas sustancias. Encontraron un total de 274 tales grupos de genes en las trece cepas. Lo que fue más sorprendente fue que la gran mayoría de estos grupos —más del 60 por ciento— no coincidían con ninguna fábrica química conocida en la base de datos científica. Eran completamente nuevos. Esto indica que estas bacterias silvestres son capaces de producir una amplia gama de productos químicos únicos que los científicos nunca han visto antes, ofreciendo un vasto y sin explotar reservorio de potenciales nuevos insecticidas.

Uno de los hallazgos más intrigantes provino de una cepa aislada de una oruga muerta. A diferencia de las otras, esta bacteria no portaba los genes estándar de proteínas cristalinas. En su lugar, estaba repleta de los grupos de genes novedosos mencionados anteriormente. Esto plantea una posibilidad fascinante: el insecto pudo no haber sido matado por las familiares proteínas cristalinas, sino por una de estas armas químicas desconocidas. Si esto es cierto, significa que los "tramposos" del mundo bacteriano —cepas que no producen las toxinas comunes, pero que quizás dependen de otros ataques químicos más potentes— podrían ser tan peligrosos para las plagas como los conocidos asesinos.

El estudio también comparó estas nuevas cepas silvestres con las bacterias comerciales que los agricultores utilizan actualmente. Varias de las nuevas cepas eran genéticamente casi idénticas a las variedades comerciales, lo que sugiere que los linajes poderosos de combate de insectos encontrados en la naturaleza son los mismos que han sido cultivados para la agricultura. Sin embargo, el descubrimiento de los grupos de genes únicos en las otras cepas sugiere que la naturaleza aún guarda secretos que la agricultura comercial no ha logrado aprovechar. Aunque los investigadores advierten que se necesita más trabajo para confirmar exactamente qué hacen estos nuevos químicos y si pueden usarse de forma segura, los hallazgos ofrecen un camino claro a seguir. Al mirar en los lugares adecuados —específicamente en entornos donde los insectos están prosperando—, los científicos pueden encontrar bacterias que no solo están librando las mismas batallas que nuestros cultivos, sino que también están armadas con armas que aún no hemos descubierto.