{"id":546428,"date":"2025-03-25T15:18:48","date_gmt":"2025-03-25T18:18:48","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=546428"},"modified":"2025-03-25T16:45:47","modified_gmt":"2025-03-25T19:45:47","slug":"una-capa-de-bacterias-protege-a-los-anfibios","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/una-capa-de-bacterias-protege-a-los-anfibios\/","title":{"rendered":"Una capa de bacterias protege a los anfibios"},"content":{"rendered":"

Cuando lleg\u00f3 desde S\u00e3o Paulo para asumir un cargo como investigador en la Universidad Federal de Ouro Preto (Ufop), el bi\u00f3logo Leandro Moreira no tard\u00f3 en sorprenderse al comprobar que las \u00e1reas de protecci\u00f3n ambiental cercanas al campus estaban repletas de sapos y ranas arbor\u00edcolas. Su sorpresa obedec\u00eda a un motivo: las altas concentraciones de ars\u00e9nico, un potente veneno cuya presencia era conocida en los suelos y aguas de la zona.<\/p>\n

El ars\u00e9nico est\u00e1 presente en forma natural en Ouro Preto (Minas Gerais) y en toda el \u00e1rea conocida como Quadril\u00e1tero Ferr\u00edfero, donde a lo largo de d\u00e9cadas la explotaci\u00f3n minera ha intensificado la contaminaci\u00f3n. Por ser t\u00f3xico y carcinog\u00e9nico, figura entre los elementos contaminantes m\u00e1s peligrosos para la salud, junto con el mercurio, el plomo y el cadmio: una dosis de 125 miligramos de ars\u00e9nico puede matar a un ser humano adulto. Entonces, \u00bfc\u00f3mo es que sobreviven unos animales que respiran a trav\u00e9s de una piel delgada y que necesitan permanecer constantemente en contacto con el agua, lo que los vuelve extremadamente vulnerables a la toxicidad ambiental?<\/p>\n

La supervivencia de los anfibios en un ambiente contaminado ahora ha podido explicarse, al menos en parte. El estudio coordinado por Moreira identific\u00f3 en la piel de los anfibios que pueblan la regi\u00f3n bacterias capaces de resistir al ars\u00e9nico. E incluso fue m\u00e1s all\u00e1: obtuvo, por primera vez, indicios experimentales de que la resistencia a este elemento qu\u00edmico se extiende a su hospedador, protegi\u00e9ndolo en cierta forma de la intoxicaci\u00f3n, seg\u00fan informa un art\u00edculo publicado en mayo en la revista Scientific Reports<\/em>.<\/p>\n

Es sabido que los anfibios (las ranas, los sapos, las ranas arbor\u00edcolas, las salamandras y las cecilias o gimnofiones, conocidas popularmente como serpientes ciegas) son sensibles a los cambios de temperatura, a la radiaci\u00f3n solar y a los contaminantes. \u201cSi un ecosistema natural se ve alterado repentinamente por la liberaci\u00f3n de alguna sustancia o por un cambio en el clima, estos suelen ser los primeros vertebrados que desaparecen\u201d, explica Moreira. Por este motivo, muchos cient\u00edficos los utilizan como bioindicadores de la calidad del ambiente y reciben el mote de \u201ccanarios de minas\u201d de los cambios clim\u00e1ticos globales. La expresi\u00f3n hace referencia a una antigua pr\u00e1ctica com\u00fan en el Reino Unido, en la que se introduc\u00edan estas peque\u00f1as aves en los t\u00faneles mineros para dar la voz de alarma ante eventuales altas concentraciones de gases nocivos. Si empezaban a desfallecer, era la se\u00f1al de que los mineros deb\u00edan salir a la superficie.<\/p>\n

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Adriano Lima Silveira<\/span>La rana herrero (Boana faber<\/em>) es una de las especies que resisten en la zona conocida como Quadril\u00e1tero Ferr\u00edfero y fue incluida en el experimentoAdriano Lima Silveira<\/span><\/p><\/div>\n

En los animales vertebrados, la piel es la primera l\u00ednea de defensa contra los agentes pat\u00f3genos y las sustancias t\u00f3xicas. Los anfibios tienen una piel permeable, lo que significa que las sustancias presentes en el aire y en el agua pueden atravesarla con facilidad. La microbiota cut\u00e1nea \u2012la comunidad de microorganismos compuesta por bacterias, virus y hongos que viven y prosperan en la epidermis de los vertebrados\u2012 resulta ser una de las \u00fanicas barreras que separan el medio externo del interior del organismo.<\/p>\n

Al igual que las bacterias gastrointestinales, cuya importancia para la salud del organismo ha sido cada vez m\u00e1s estudiada, las cut\u00e1neas act\u00faan en grupo. Reconocen la presencia de las dem\u00e1s y pueden segregar en su entorno sustancias que facilitan su proliferaci\u00f3n y protecci\u00f3n, formando una capa conocida como biopel\u00edcula. Los investigadores de la Ufop ya hab\u00edan detectado la tolerancia de las bacterias al ars\u00e9nico en 2019, como hab\u00eda sido descrito en un art\u00edculo en la revista Herpetology Notes<\/em>. Pero esto no significaba necesariamente que los sapos y las ranas arbor\u00edcolas tambi\u00e9n se beneficiaran. Faltaba constatar si la biopel\u00edcula formada por los microorganismos les confer\u00eda el poder de bloquear la sustancia.<\/p>\n

Un matadero al borde del camino
\n<\/strong>Junto a la bi\u00f3loga Isabella Cordeiro, estudiante de doctorado en su laboratorio, Moreira necesitaba seleccionar ejemplares de especies de anfibios que estuvieran presentes tanto en el ambiente rico en ars\u00e9nico como en alg\u00fan \u00e1rea libre de contaminantes. Este era el caso de cinco especies \u2012cuatro ranas arbor\u00edcolas y un sapo\u2012 que habitan tanto en Quadril\u00e1tero Ferr\u00edfero como en una reserva forestal cerrada del municipio de Jo\u00e3o Neiva, en el estado de Esp\u00edrito Santo, donde no hay ars\u00e9nico en el agua. Entonces se trasladaron a esta reserva para recolectar microorganismos de la piel de los anfibios.<\/p>\n

Gracias a uno de esos encuentros fortuitos que pueden ocurrir cuando se sale al campo, en el camino de regreso divisaron un criadero de ranas toro (Lithobates catesbeianus<\/em>), una especie estadounidense criada habitualmente con fines alimenticios. Los investigadores se detuvieron a conversar con los ranicultores y se enteraron de que las pieles de las ranas se descartaban una vez extra\u00edda la carne. El propietario de la granja de cr\u00eda se ofreci\u00f3 a enviarles el material, congelado, a la universidad.<\/p>\n

Al volver al laboratorio y una vez que recibieron la encomienda, los investigadores esterilizaron las pieles de las ranas toro y sometieron sus caras externas a cuatro tratamientos diferentes: bacterias tolerantes al ars\u00e9nico procedentes de la piel de anfibios del Quadril\u00e1tero Ferr\u00edfero, bacterias presentes en los animales de la zona no contaminada y dos controles \u2012uno libre de bacterias y otro solamente con Escherichia coli<\/em>, que no suele hallarse presente en la piel (v\u00e9ase la infograf\u00eda abajo<\/em>). Los resultados corroboraron la hip\u00f3tesis de la capa protectora: el paso del ars\u00e9nico fue bloqueado \u00fanicamente en las pieles recubiertas con las bacterias recolectadas de los anfibios de las \u00e1reas naturalmente contaminadas del Quadril\u00e1tero Ferr\u00edfero.<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
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El grupo tambi\u00e9n observ\u00f3 que las bacterias del experimento proliferaban en la soluci\u00f3n guardada en un tubo de ensayo, lo que podr\u00eda significar que est\u00e1n adaptadas a sacar provecho del ars\u00e9nico, obteniendo energ\u00eda a partir del procesamiento de este compuesto. En otras regiones del planeta contaminadas por metales y metaloides pesados, pesticidas, herbicidas y otros tipos de contaminantes ya se han realizado estudios sobre la composici\u00f3n y la tolerancia de las bacterias de la microbiota cut\u00e1nea de los anfibios. Empero, seg\u00fan los autores, nadie hab\u00eda evaluado a\u00fan el papel que desempe\u00f1an las bacterias en la permeabilidad de la piel a los contaminantes.<\/p>\n

Protectora, pero no infalible
\n<\/strong>\u201cLos anfibios siguen siendo excelentes bioindicadores de perturbaciones ambientales, pero tambi\u00e9n debemos tener en cuenta el contacto con cada tipo de amenaza y entender si la evoluci\u00f3n ha tenido el tiempo necesario para responder\u201d, sugiere Moreira. En el caso de las zonas con abundancia de minerales, donde el contaminante ya se hallaba presente antes de la intervenci\u00f3n humana, el prolongado tiempo de exposici\u00f3n pudo haber permitido que los microorganismos se adaptaran.<\/p>\n

Sus reflexiones acerca del tiempo de evoluci\u00f3n necesario y los tipos de adaptaci\u00f3n incitaron al ec\u00f3logo brasile\u00f1o Gilherme Becker, de la Universidad del Estado de Pensilvania (PSU), en Estados Unidos, a estudiar anfibios y reptiles de distintos pa\u00edses para entender c\u00f3mo los agentes pat\u00f3genos afectan la microbiota y viceversa, es decir, de qu\u00e9 manera los microorganismos afectan a los pat\u00f3genos. Su grupo tambi\u00e9n investiga la influencia de los factores clim\u00e1ticos en esta interacci\u00f3n.<\/p>\n

Este efecto es especialmente relevante en el contexto de una enfermedad pand\u00e9mica preocupante que afecta a los anfibios: la quitridiomicosis, causada por el hongo conocido como qu\u00edtrido (Batrachochytrium dendrobatidis<\/em>), o simplemente Bd, responsable de la extinci\u00f3n de decenas de especies de ranas, sapos y ranas arbor\u00edcolas, y que afecta a otras centenas.<\/p>\n

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Adriano Lima Silveira<\/span>Hypsiboas polytaenius<\/em>, una rana arbor\u00edcola end\u00e9mica de Brasil donde se la conoce como perereca-de-pijama, vive entre la vegetaci\u00f3n de zonas inundadas, donde deposita sus huevosAdriano Lima Silveira<\/span><\/p><\/div>\n

En la PSU, el grupo coordinado por el brasile\u00f1o, coautor del art\u00edculo sobre la tolerancia al ars\u00e9nico, ha descubierto, por ejemplo, que las sequ\u00edas prolongadas disminuyen la calidad de la protecci\u00f3n del microbioma cut\u00e1neo contra los hongos, como se describe en un art\u00edculo publicado en enero en la revista Ecology Letters<\/em>. La invasi\u00f3n de otros pat\u00f3genos, como virus y hongos (el qu\u00edtrido u otros) puede reducir esta protecci\u00f3n.<\/p>\n

El contacto puede ser perjudicial o beneficioso. \u201cEs como la vacunaci\u00f3n: cuando hay una exposici\u00f3n a concentraciones peque\u00f1as, constantes y continuas de virus u hongos a lo largo del tiempo, la tendencia es que la microbiota se vuelva m\u00e1s combativa, con tipos de bacterias que producen sustancias antif\u00fangicas, porque la exposici\u00f3n gradual altera la composici\u00f3n de las especies bacterianas \u2018residentes\u2019 en el sapo en ese momento\u201d, explica Becker, quien public\u00f3 estos resultados en la revista Philosophical Transactions of the Royal Society B<\/em> en 2023.<\/p>\n

Ya se han identificado algunos tipos de bacterias que son eficaces contra el qu\u00edtrido, como algunas especies de Pseudomonas<\/em>, pero los investigadores hacen hincapi\u00e9 en que ninguna de ellas, por s\u00ed solas, garantiza la protecci\u00f3n. La clave radica en la diversidad de especies de la comunidad de microorganismos que viven e interact\u00faan en la piel. Cuando un microbioma (o un bosque) es diverso, es m\u00e1s dif\u00edcil que pueda ser invadido por ne\u00f3fitos y el sistema en su conjunto tiende a ser m\u00e1s estable.<\/p>\n

Si la diversidad se rompe, la estabilidad tambi\u00e9n y el sistema se vuelve m\u00e1s vulnerable, facilitando su invasi\u00f3n por \u201cenemigos\u201d. Los estudios de Becker indican que m\u00e1s all\u00e1 de los pat\u00f3genos y los episodios de sequ\u00eda existen otros factores, tales como la cobertura forestal y la radiaci\u00f3n solar directa que pueden ocasionar esta desestabilizaci\u00f3n de la diversidad a m\u00faltiples escalas: desde la microbiota hasta los ecosistemas.<\/p>\n

En pruebas realizadas con anfibios de Brasil y de Madagascar descritas en 2022 en la revista Animal Microbiome<\/em>, el investigador descubri\u00f3 que las especies en peligro de extinci\u00f3n debido la acci\u00f3n del qu\u00edtrido tienen microbiotas mucho menos diversas que las especies no amenazadas. En otro an\u00e1lisis, realizado en colaboraci\u00f3n con el herpet\u00f3logo Jackson Preuss, de la Universidad del Oeste de Santa Catarina (Unoesc), se descubri\u00f3 que las lagunas con una alta concentraci\u00f3n de coliformes fecales tambi\u00e9n da\u00f1an la composici\u00f3n de las especies de la microbiota, seg\u00fan consta en un art\u00edculo publicado en 2020 en la revista Environmental Science and Technology<\/em>.<\/p>\n

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Adriano Lima Silveira<\/span>El sapo misionero (Rhinella crucifer<\/em>) que vive m\u00e1s lejos del agua, tiene una microbiota menos resistenteAdriano Lima Silveira<\/span><\/p><\/div>\n

Los investigadores observaron que la diversidad de la microbiota de las ranas arbor\u00edcolas de la especie Dendropsophus minutus<\/em> se redujo en las lagunas donde los criadores de carpas arrojan heces de cerdos, en comparaci\u00f3n con las aguas que no se ven afectadas por esta pr\u00e1ctica, habitual en el sur de Brasil. Entre las ranas arbor\u00edcolas de los embalses contaminados, las especies de bacterias que desaparecieron cedieron paso a la colonizaci\u00f3n por otras, que funcionan como facilitadoras de la entrada de los hongos causantes de la quitridiomicosis. \u201cEsto demuestra que la alteraci\u00f3n del equilibrio puede tener diversos or\u00edgenes; una microbiota saludable necesita ser diversa para poder reaccionar ante las micosis y virosis\u201d, concluye Preuss.<\/p>\n

El papel antif\u00fangico de la microbiota cut\u00e1nea ha recibido m\u00e1s atenci\u00f3n a causa del inter\u00e9s en buscar soluciones y desarrollar tratamientos probi\u00f3ticos para la enfermedad, seg\u00fan la microbi\u00f3loga mexicana Eria Caudillo, de la Universidad Nacional Aut\u00f3noma de M\u00e9xico (Unam), quien considera fundamental ampliar el foco de exploraci\u00f3n a otras funciones, tal como se hizo en el marco del estudio de la Ufop. \u201cLa quitridiomicosis afecta a alrededor de un 8\u00a0% de la biodiversidad de anfibios mundial, pero hay otros factores m\u00e1s extendidos, tales como la deforestaci\u00f3n, las especies invasoras y la contaminaci\u00f3n\u201d.<\/p>\n

Caudillo trabaja con el axolote, una salamandra en peligro cr\u00edtico de extinci\u00f3n, y tambi\u00e9n hace hincapi\u00e9 en las dificultades mencionadas por los investigadores brasile\u00f1os: la limitaci\u00f3n de los estudios con anfibios vivos debido a la dificultad para obtener permisos de los organismos de protecci\u00f3n del medio ambiente y la necesidad de recursos e infraestructura. \u201cEso es lo bueno del experimento que se llev\u00f3 a cabo con estos anfibios tolerantes al ars\u00e9nico: el dispositivo que se invent\u00f3 fue innovador sin ser costoso y evita tener que matar animales innecesariamente\u201d. Tambi\u00e9n destaca otras potencialidades de este conocimiento, como el desarrollo de filtros biol\u00f3gicos con bacterias resistentes a agentes contaminantes.<\/p>\n

El ciclo r\u00e1pido de vida de las bacterias hace que sean capaces de responder a la presi\u00f3n evolutiva mucho m\u00e1s deprisa que los animales. Esto acaso las convierta en las mejores combatientes contra las alteraciones ambientales causadas por la actividad humana. Pero no son invencibles. Cuando los impactos son amplios y repentinos, no existe diversidad o capa defensora que pueda resistir.<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos
\n<\/strong>CORDEIRO, I. F. et al<\/em>. Amphibian tolerance to arsenic: Microbiome-mediated insights.<\/a> Scientific Reports. <\/strong>v. 14, 10193. 3 may. 2024.
\nCORDEIRO, I. F. et al<\/em>. Arsenic resistance in cultured cutaneous microbiota is associated with anuran lifestyles in the Iron Quadrangle, Minas Gerais State, Brazil<\/a>. Herpetology Notes<\/strong>. v. 12. 30 oct. 2019.
\nGREENSPAN, S. E et al<\/em>. Low microbiome diversity in threatened amphibians from two biodiversity hotspots<\/a>. Animal Microbiome<\/strong>. v. 4, 69. 29 dic. 2022.
\nPREUSS, J. F. et al<\/em>. Widespread pig farming practice linked to shifts in skin microbiomes and disease in pond-breeding amphibians<\/a>. Environmental Science and Technology.<\/strong> v. 54, n. 18, p. 11301-12. 26 ago. 2020.
\nBUTTIMER, S. et al.<\/em> Skin microbiome disturbance linked to drought-associated amphibian disease<\/a>. Ecology Letters<\/strong>. v. 27, n. 1, e14372. 26 ene. 2024.
\nSIOMKO, S. A. Selection of an anti-pathogen skin microbiome following prophylaxis treatment in an amphibian model system<\/a>. Philosophical Transactions of the Royal Society B<\/strong>. v. 378, n. 1882. 31 jul. 2023.
\nGREENSPAN, S. E. et al.<\/em> Low microbiome diversity in threatened amphibians from two biodiversity hotspots<\/a>. Animal Microbiome<\/strong>. v. 4, 69. 29 dic. 2022.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Sensibles a los cambios clim\u00e1ticos y a los contaminantes, sapos y ranas arbor\u00edcolas resisten con la ayuda de la microbiota de su piel","protected":false},"author":735,"featured_media":546443,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[275,278,293,305,328,335],"coauthors":[4481],"class_list":["post-546428","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-es","tag-biodiversidad","tag-biologia-es","tag-ecologia-es","tag-fisiologia-es","tag-quimica-es","tag-zoologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/546428","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/735"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=546428"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/546428\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":546478,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/546428\/revisions\/546478"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/546443"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=546428"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=546428"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=546428"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=546428"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}