El glifosato afecta la microbiota de las abejas
El glifosato es un herbicida utilizado a nivel mundial para el control de malezas, se usa en conjunto con cultivos genéticamente diseñados para ser resistentes. Su objetivo es inhibir la enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa (EPSPS) en la ruta del shikimato que se encuentra en las plantas y algunos microorganismos. Previene la biosíntesis de aminoácidos aromáticos y otros metabolitos secundarios en plantas y algunos microorganismos.
Los animales carecen de la vía del shikimato, por lo que el glifosato es considerado uno de los pesticidas menos tóxicos utilizados en la agricultura. Sin embargo, algunas evidencias sugieren que el glifosato afecta a organismos no objetivo, por ejemplo, cambiando el comportamiento de las abejas, reduciendo la reproducción de lombrices de tierra y afectando el crecimiento de microalgas y bacterias.
Las abejas y los abejorros son los principales polinizadores de las plantas con flores, incluidos muchos cultivos, su microbiota intestinal está dominada por Lactobacillus, Firm-5 (Firmicutes), Bifidobacterium, Snodgrassella alvi, Gilliamella apicola, Frischella perrara, y Bartonella apis. Las abejas privadas de su microbiota normal muestran una ganancia de peso reducida, un metabolismo alterado, una mayor susceptibilidad a los patógenos y mayor mortalidad dentro de las colmenas.
En este artículo los autores exploraron los efectos del glifosato en el tamaño y la composición microbiana del intestino de abejas. Para sus experimentos colectaron abejas de una sola colmena y las trataron por 5 días con 5 y 10 mg/L de glifosato y un control con sacarosa estéril, después de esto las devolvieron a su colmena original. Posteriormente, muestrearon abejas reintroducidas de cada grupo en los días 0 y 3, con el fin de conocer el efecto del glifosato sobre la microbiota intestinal realizaron secuenciación de la región V4 de gen 16S rRNA y la cuantificación por qPCR.
Los efectos de la exposición al glifosato en el microbioma de abeja fueron más contundentes en el día 3. El número total de bacterias intestinales disminuyó para ambos grupos de tratamiento, en relación con el control.
Posteriormente los autores quisieron ver si la perturbación de la microbiota intestinal, por parte del glifosato, causa efectos en la salud del hospedero. Para esto tomaron obreros recién emergidos en la etapa en que adquieren su microbiota intestinal, los expusieron a glifosato y a la presencia de Serratia marcescens kz19 un patógeno oportunista comúnmente detectado a muy bajas frecuencias en el intestino de abeja. La abundancia relativa y absoluta de los obreros recién emergidos es casi libre de bacterias intestinales. Sus resultados muestran que el glifosato reduce el efecto protector de la microbiota intestinal contra patógenos oportunistas y que Snodgrassella alvi es la especie bacteriana más afectada negativamente por la exposición al glifosato.
Fig. 1. Changes in gut microbiota composition following glyphosate exposure of honey bees with established gut communities. (A) Stacked column graph showing the relative and absolute abundances of gut bacterial species in control bees and bees treated with 5 mg/L or 10 mg/L glyphosate at posttreatment days 0 and 3. Each column represents one bee. (B) Boxplots of bacterial 16S rDNA copies for control (C) and glyphosate-treated (G-5 and G-10) bees at posttreatment days 0 and 3 (n = 15 for each group and time point). Box-and-whisker plots show high, low, and median values, with lower and upper edges of each box denoting first and third quartiles, respectively. *P < 0.05 and **P < 0.01, Wilcoxon rank sum test followed by Bonferroni correction.
Fig. 2. Changes in gut microbiota composition following glyphosate expo- sure of young honey bees and susceptibility to Serratia infection. (A)Stacked column graph showing the relative and absolute abundances of gut bacterial species in control and glyphosate-treated bees. Each column represents one bee. (B–E) Boxplots of total bacterial 16S rDNA copies and of absolute and relative abundances of two gut bacterial species for control (n = 14) and glyphosate-treated (n = 11) bees. **P < 0.01, and ***P < 0.001, Wilcoxon rank sum test followed by Bonferroni correction. (F) Principal coordinate analysis of gut community composition using weighted UniFrac (permanova test with 9,999 permuations; P = 0.0078, pseudo-F statistic = 6.66). (G)The percent survival of age-controlled bees after Serratia kz19 exposure, shown as a Kaplan–Meier survival curve. ***P < 0.001, coxph model implemented in the “survival” package in R. GH, gut homogenate-exposed bees; Gly, glyphosate treatment; MF, microbiota-free bees; Ser, Serratia challenge
Finalmente cultivaron in vitro varias cepas bacterianas asociadas al intestino de abeja en presencia o en ausencia de una dosis alta de glifosato. Los autores notaron que algunas cepas podían crecer en presencia de glifosato, estas bacterias parecían tener otro mecanismo de resistencia independiente a mutaciones en EPSPS, por lo que utilizaron Escherichia coli ΔaroA complementada con el gen aroA proveniente de las cepas que lograron crecer en presencia de glifosato.
Referencia
Motta, E. V., Raymann, K., & Moran, N. A. (2018). Glyphosate perturbs the gut microbiota of honey bees. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201803880.
