La Ciencia y sus Demonios

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In science we trust

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Si bien el cine trata a los científicos como locos de dudosa ética, no siempre es así, otras veces el científico aparece como una víctima inocente de experimentos que tenían un fin noble. Tal es el caso de Seth Brundle, un genio que en un accidental experimento con el teletransporte termina fusionado genéticamente con la mosca doméstica. Ese es el argumento de la película «La Mosca» («The Fly«, 1986), remake de una película del mismo nombre de 1958. No quiero destripar el final de la película, solo añadir que por un momento Seth termina siendo una criatura de pesadilla, más insecto que hombre… Pero que no os engañe su aspecto, en realidad es mucho más frágil de lo que parece.

Porque existen muchos seres terribles en la naturaleza, sobre todo si realizamos un pequeño acto de empatía con las víctimas de tales entidades. En esta entrada hablaremos de un hongo llamado Entomophthora muscae (Cohn) Fresen. Su nombre es bastante descriptivo, el término «entomo» deriva de la palabra griega «entomon» y significa ‘insecto’, aunque literalmente sería ‘cuerpo dividido por segmentos’; este término también es base de palabras como entomología, aquella rama de la biología dedicada al estudio de los insectos. Luego tenemos al término «phthora», también derivado del griego y hace referencia a la corrupción, a la destrucción y a la muerte… sí, ya empieza a dar mal rollo. Finalmente encontramos al nombre específico, «muscae», que deriva del latín y significa simplemente ‘mosca’. Con lo cual, el nombre científico de este hongo viene a significar literalmente ‘destructor y corruptor de insectos especializado en moscas’. Y es extremadamente acertado.

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Víctima y verdugo. Izquierda, ejemplar de mosca doméstica (Musca domestica Linnaeus, 1758), créd.: wikipedia. Derecha, estructuras reproductoras del hongo Entomophthora muscae (Cohn) Fresen; el color es debido a colorantes especiales, créd.: corbis

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Dicho nombre es perfecto. Pero no tan raudos pequeños hobbits, empecemos por el principio. Los hongos son seres tradicionalmente estudiados por esa sección de la biología llamada botánica; pero los hongos no son plantas, no tienen cloroplastos ni ninguna capacidad para realizar la fotosíntesis. Por ello se alimentan de otros seres (vivos o muertos) tal y como hacen los animales. Pero los hongos tampoco son animales. Son entidades que crecen a modo de raíces en búsqueda de agua y algo que comer. Estas ramificaciones reciben el nombre de «micelio» y está compuesto por una maraña de hilos y filamentos transparentes o de color blanco llamados «hifas». El micelio es el “verdadero cuerpo” del hongo.

Algunas especies de hongos aparecen como setas o champiñones, pero estas tan solo son fructificaciones, cuya única función es facilitar la dispersión de las esporas por medio del aire. Estas esporas son pequeñas células que emplea el hongo para diseminarse a través del aire, útiles para alcanzar nuevos territorrios, como si fueren un análogo de las semillas de las plantas. Pero la seta es al hongo lo que el higo a la higuera, una pequeña fructificación de una entidad mucho mayor, esa red de hilos llamada micelio. Mas a pesar de su sencillez, no deben ser  menospreciados: en el universo de los hongos las hifas del micelio están cargadas con un arsenal químico capaz de digerir casi cualquier cosa.

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Hifas de un hongo cualesquiera creciendo sobre madera podrida. Esta es la verdadera cara de un hongo, en relación a su vida, la seta o champiñón tan solo es una anécdota. Crédito: The Royal Botanic Garden

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De modo que hay hongos que se conforman con casi cualquier cosa para comer. Pero otros son verdaderos especialistas, como Entomophthora muscae. Este hongo es miembro de la división Zygomycota, un grupo de hongos con más de mil especies descritas, entre las que se incluyen algunas relativamente famosas, como los mohos del pan (que incluyen a los géneros Mucor o Rhizopus). Estos son posibles de observar como una capa verduzca, grisácea o blancuzca creciendo sobre pan caducado y con olor poco agradable. Si nunca los has visto puedes realizar un sencillo experimento para observar su crecimiento: introduce un poco de pan húmedo en un bote cerrado, en dos o tres días ya tendrás a estos hongos creciendo sobre él. Luego, dentro de la división Zygomicota nos encontramos con el orden Entomophthorales, los ‘destructores de insectos’.

Como miembro de los Entomophthorales aparece Entomophthora muscae, un hongo que puede verse como la Némesis de la mosca doméstica. Conocida científicamente como Musca domestica (Linnaeus, 1758), es esa típica mosca de tamaño medio que tan fácilmente se cuela en nuestros hogares, siempre dispuesta a saborear nuestra comida y a posarse sobre cualquier menú de una terraza al aire libre. Es especialista en mosquearnos cuando más necesitamos un descanso. Y la mayoría de las veces, nuestra relación con ella es tan intensa como breve en ese intento de mandarla al otro barrio.

Al igual que esta mosca, Entomophthora muscae es un hongo cosmopolita y presente en zonas templadas de todo el mundo (incluída la Península Ibérica). Este hongo aparece tanto en espacios abiertos como cerrados (siendo posible de ver en nuestras casas), también tiene un ciclo vital muy dependiente de la temperatura, ya que las temperaturas muy bajas ralentizan su crecimiento y disminuyen la cantidad de presas, mientras que las muy altas pueden matarle (información adicional en este enlace).

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El ciclo vital de Entomophthora muscae: (1) fase hibernante del hospedador (por ej. pupas de moscas); (2) esporas hibernantes del hongo; (3) los adultos emergen de las pupas hibernantes y son infectados; (4) hospedador muerto a causa de la infección; (5) nuevas infecciones; (6) formas de resistencia del hongo para sobrevivir a la falta de hospedadores; (7) esporas hibernantes; (8) hospedador alternativo en caso de necesidad; (9) hospedador alternativo muerto y liberando esporas para infectar al hospedador principal. Crédito: Annual Review of Entomology

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La vida de Entomophthora muscae comienza como una pequeña y humilde espora, que en este grupo de hongos recibe el nombre de «conidios». Son muy pequeños, miden 22,2 micras de largo y 17,9 micras de ancho (ref. 4). De un modo u otro, una mosca entablará contacto físico con uno o varios «conidios», los cuales son muy adherentes y se pegarán al cuerpo de la mosca, en cualquier punto de ella (desde el abdomen hasta la cabeza, pasando por antenas, patas y alas). Y con este contacto que ha pasado desapercibido, la mosca habrá firmado su defunción. Ya tan solo dos horas después del contacto (como mínimo), el «conidio» germinará eyectando el llamado «tubo de germinación», una prolongación del «conidio» en forma de filamento que taladrará el exoesqueleto del insecto para penetrar en su interior (ref. 1).

 Para el «tubo de germinación» la vía más fácil de entrada es romper el tejido blando que separa los distintos segmentos y articulaciones del animal. Pero en realidad da igual, ya que puede traspasar directamente el «duro» exoesqueleto del insecto, incluso puede entrar a través de las venas de las alas. Ni corto ni perezoso, el «tubo de germinación» alcanza el interior del cuerpo de la mosca y se introduce en sus vasos sanguíneos. Será entonces, cuando contacte con la sangre del animal (la hemolinfa), cuando el «conidio» se vacía vertiendo su contenido en el riego sanguíneo del insecto. En las siguientes 48 a 72 horas alcanzará el corazón y la mayor parte del sistema sanguíneo, consumiendo la sangre y los órganos internos del animal. Al cabo de 72 – 96 horas las grasas y otros tejidos de la mosca estarán en proceso de ser digeridos (incluyendo la musculatura) y el abdomen de la mosca empezará a adquirir una coloración blanca cremosa. En las siguientes 96 – 144 horas serán consumidos los músculos que potencian el aparato de vuelo y el insecto morirá (ref. 1 y 7).

 La mosca ya estará muerta, pero para el hongo no será suficiente. Para entonces quizás habrán sobrevivido el sistema traqueal (el sistema respiratorio del insecto) y algunas células reproductoras. Pero incluso todo ello será destruido cuando el hongo pretenda salir al exterior para liberar sus «conidióforos», reventándolo todo desde dentro por tal fin. Los «conidióforos» son las estructuras reproductoras del hongo que contienen los «conidios» de la nueva generación (ref. 1 y 7).

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Izquierda, ejemplar de mosca doméstica en típica posición de «liberación de esporas» inducida por la infección de Entomophthora muscae, créd.: wikipedia. Derecha, ejemplar reventado de mosca doméstica con un halo de esporas a su alrededor, esta imagen es posible de ver en casa, créd.: University of Wisconsin

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Siendo mosca es un hongo extremadamente peligroso, algunas cepas de laboratorio son capaces de aniquilar al 100% de las moscas domésticas (Musca domestica Linnaeus, 1758) infectadas en menos de una semana; aunque también tiene capacidad para infectar otras especies de moscas y mosquitos, en estas otras especies la capacidad mortífera del hongo es muy variable: Sarcophaga haemorrhoidalis (86%), Phaenicia sericata (44%), Scatophaga stercoraria (30%), Drosophila melanogaster (11%), Aedes aegypti (3%) o Stomoxys calcitrans (2%) (ref. 4).

 Pero el gran peligro de este hongo, desde el punto de vista de las moscas, es que no solo se reduce a ser el oscuro portador de la guadaña y una horrible muerte. La experimentación en laboratorio revela que las moscas infectadas mueren de forma muy característica. La mosca doméstica está provista de una «proboscis», esa especie de trompa que vemos salir y entrar de su boca cuando nos chupetean y que usan para ingerir el alimento. Pues bien, resulta que las moscas muertas por infección de Entomophthora muscae mueren en sitios elevados, adheridas con la «proboscis» a dichas superficies, con alas y patas extendidas y el abdomen ligeramente inclinado; los entomólogos ven en ello una posición corporal perfecta para dispersar los «conidios» a la máxima distancia posible. Y es posible llegar a ser más tétricos: los movimientos requeridos para adquirir dicha postura se sincronizan con el tiempo de vida que le queda al animal, en cierto modo son un reloj de la muerte y posiblemente sea el hongo el que «obligue» a la mosca a adoptar dicha posición (ref. 2). Desde el muerto cuerpo de la mosca, el hongo podrá seguir liberando esporas durante las siguientes 10 a 30 horas (ref. 3).

Pero no acaban aquí las cartas con las que cuenta Entomophthora muscae. De hecho, este hongo llega a afectar al comportamiento de las moscas hasta el punto de que si realmente existiera una deidad creadora tal y como la venden los cristianos… deberíamos meditar seriamente sobre el estado mental de tal deidad. Quizás sea debido a mi cultura occidental, que me impide apreciar ciertos puntos de vista, mas no puedo remediarlo, creo que entre las cosas más acordes con una divinidad completamente sociópata estaría la necrofilia (niños, ¡tirad para la cama ya!).

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Izquierda, «conidio» de Entomophthora muscae, créd.: (ref. 1). Derecha, macho de mosca doméstica fornicando con cadáver infectado en etapa de diseminación de «conidios» de una hembra, créd.: (ref. 5)

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La cuestión es que tal y como se ha visto en laboratorio, por muy grotesco que pudiera parecer, los machos de mosca doméstica son atraídos sexualmente por los cadáveres de hembras infectadas, con los cuáles los machos intentarán copular. Retorciéndolo todo un poco más, si vulgarmente se dice que «dos tetas tiran más que dos carretas», para el macho de mosca doméstica lo mismo sucede con el inflado y estriado abdomen del cadáver de una hembra infectada… Según los entomólogos, en una situación normal abdómenes grandes indicarían a priori una elevada capacidad para poner huevos y procrear, por lo que quizás un abdomen extremadamente inflado podría ser un estímulo sexual. En consecuencia, en la mosca doméstica, el cadáver semi-digerido de una hembra a punto de explotar debido a la gran cantidad de esporas que aguarda, es sexualmente muy atrayente para los machos de dicha especie (ref. 3)…  ¿He dicho ya que son cadáveres altamente infectivos?

 Estudios más recientes demuestran que el asunto es aún más retorcido. No solo el abultado tamaño del abdomen de las hembras infectadas podría ser motivo de atracción, sino que el hongo también afecta a la producción de feromonas, una especie de “perfume” que en muchos insectos es un mensaje de receptividad sexual usado para atraer a los machos. Así se ha observado que en hembras vírgenes infectadas la cantidad de feromonas que pueden producir se reduce considerablemente. Sin embargo, esto no sucede en hembras maduras, lo que significa que a nivel de feromonas, las hembras maduras infectadas siguen siendo atractivas para los machos (ref. 6).

 Lo cual es muy importante, porque el hongo también es una entidad de transmisión sexual. De modo que los machos infectados pueden transmitir el hongo a las hembras mediante el apareamiento (y viceversa); aunque al parecer la libido y las capacidades de los machos se van reduciendo paulatinamente en el tiempo, ya que el hongo es muy agresivo y en menos de cinco días puede cargarse a la mayoría de los infectados (ref. 5).

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Magnífica imagen de ejemplar de cadáver de mosca doméstica liberando esporas de Entomophthora muscae. Crédito: Ben Revell – Flickr

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Aunque las moscas quizás podrían contar con una oportunidad de sobrevivir a la infección. Este hongo es sensible a la temperatura, teniendo dificultades para crecer cuando esta es superior a los 32 ºC. Y las moscas parecen conservar cierto instinto de supervivencia incluso estando infectadas. En uno de los experimentos realizados, situaron a moscas sanas y moscas con una infección de menos de dos días en un gradiente de temperaturas de 26 a 42 ºC. Observaron muchas cosas, entre ellas que las moscas con una infección inferior a los dos días de duración tenían una clara preferencia por situarse a temperaturas iguales o superiores a 35 ºC (ref. 7).

Quizás, posiblemente, podría ser… que las moscas instintivamente acudieran a las zonas de temperatura más elevada para inhibir el crecimiento del hongo y así salvar el pellejo. Pero esta es una afirmación cogida por pinzas que requiere de más estudios. Aunque en un trabajo realizado en el año 2001 en Dinamarca se apuesta por este comportamiento, bautizado en inglés como «behavioral fever» y que a desconocimiento de una traducción mejor, quizás podríamos castellanizarlo como «fiebre conductual» (si algún lector más versado en el tema nos otorga mejor traducción, muy agradecido estaría). Pues bueno, en dicho trabajo se observa que las moscas acuden a lugares calientes (como lámparas) en etapas tempranas de la infección, mientras que cuando la infección se halla en una etapa avanzada, las moscas tienden a acudir a lugares fríos (ref. 8).

Para los autores de dicho trabajo se hallarían dos conclusiones. Una muy curiosa, que las moscas tempranamente infectadas quizás, posiblemente, acudirían a fuentes muy cálidas para inhibir la proliferación del hongo y evitar sucumbir a la infección, de modo que en cierto modo las moscas buscarían el método para curarse a sí mismas. La siguiente conclusión, sería tenebrosa, ya que vendría a decir que cuando la infección alcanza un nivel crítico, el hongo podría modificar el comportamiento de la mosca para inducirla a buscar lugares frescos ideales para la fructificación y producción de esporas (ref. 8). Ambas conclusiones son muy interesantes, tanto desde el punto de vista de la víctima como del patógeno, sin embargo también recalcaría que son precisos más estudios para corroborar tales ideas.

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Número de moscas domésticas que reaccionan al calor dependiendo de la hora del día, moscas infectadas como columna blanca y moscas no infectadas como columnas negras. Crédito: (ref. 8).

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Bueno, pos’ aquí acabamos. Hay quien justifica el dolor y la agonía del ser humano, esta vida llena de miseria repetida generación tras generación, mediante un castigo divino debido a que unos chavales inconscientes mordieron la fruta equivocada. En fin, teniendo esto en cuenta… ¿entonces qué hicieron las pobres moscas para recibir a Entomophthora? Sea cual fuere la respuesta, este es el ciclo de la vida, pero así no nos lo cuentan los creacionistas…

[continuará…]

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BONUS TRACK. Solo apto para gente con estómago. El ciclo vital de las moscas, imágenes crudas con bichos que suelen revolver las vísceras a mucha gente, lo pongo a vuestra disposición por la calidad de las imágenes, no me hago responsable de los efectos secundarios.

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REFERENCIAS:

• 1.- Brobyn, P. J. & Wilding, N. 1983. Invasive and developmental process of Entomophthora muscae infecting house flies, Musca domestica. Transactions of the British Mycological Society 80 (1): 1–8.

• 2.- Krasnoff, S. B. et al. 1995. Behavioral effects of the entomopathogenic fungus, Entomophthora muscae on its host Musca domestica: Postural changes in dying hosts and gated pattern of mortality. Journal of Insect Physiology 41 (10): 895-903.

• 3.- Moller, A. P. 1993. A fungus infecting domestic flies manipulates sexual behaviour of its host. Behavioral Ecology and Sociobiology 33 (6): 403-407.

• 4.- Steinkraus, D. C. & Kramer, J. P. 1987. Susceptibility of sixteen species of Diptera to the fungal pathogen Entomophthora muscae (Zygomycetes: Entomophthoraceae). Mycopathologia 100 (1): 55-63.

• 5.- Watson, D. W. & Petersen, J. J. 1993. Sexual Activity of Male Musca domestica (Diptera: Muscidae) Infected with Entomophthora muscae (Entomophthoraceae: Entomophthorales). Biological Control 3: 22-26.

• 6.- Zurek, L. et al. 2002. Effect of the entomopathogenic fungus, Entomophthora muscae (Zygomycetes: Entomophthoraceae), on sex pheromone and other cuticular hydrocarbons of the house fly, Musca domestica. Journal of Invertebrate Pathology 80: 171–176. Artículo disponible aquí en pdf.

• 7.-  Watson, D. W. et al. 1993. Behavioural Fever Response of Musca domestica (Diptera: Muscidae) to Infection by Entomophthora muscae (Zygomycetes: Entomophthorales). Journal of Invertebrate Pathology 61: 10-16.

• 8.- Kalsbeek, V. et al. 2001. Field Studies of Entomophthora (Zygomycetes: Entomophthorales)—Induced Behavioral Fever in Musca domestica (Diptera: Muscidae) in Denmark. Biological Control 21: 264-273.