Molecular studies in the genus Bombuspopulation analyses and defence mechanisms in conditions of thermal stress and infection by the parasite Crithidia bombi

Resumen

Los abejorros son himenópteros pertenecientes al género Bombus, que se caracterizan por ser eusociales y tener un aspecto particularmente grande y velludo. La mayoría se distribuyen en las zonas templadas, alpinas y árticas de América, Europa y Asia, y como en el caso de otras abejas, están sufriendo un declive global desde mediados del s. XX. Dada su importancia ecológica y económica al usarse como polinizadores comerciales, en esta tesis se han llevado a cabo distintos estudios moleculares con el objetivo general de contribuir a su conservación. En la primera parte de la tesis se ha caracterizado la diversidad de las especies crípticas que conforman el complejo Bombus lucorum en la península Ibérica: B. lucorum y B. magnus. Su distribución en la península no está clara debido a la dificultad de distinguirlas morfológicamente y a la ausencia de estudios moleculares. Por ello, en el primer capítulo se identificaron las especies del complejo B. lucorum en un muestreo de la península Ibérica, con un fragmento del gen citocromo oxidasa subunit 1 (cox1) que funciona como código de barras de ADN para diferenciar especies. Los resultados confirmaron que B. lucorum es una especie relativamente abundante y limitada a la mitad norte peninsular. Además, se encontraron dos individuos de B. magnus, indicando que esta especie es infrecuente en la península y extendiendo su distribución hasta la meseta norte. En el segundo capítulo de la tesis, los individuos de B. lucorum peninsulares se caracterizaron genética y morfológicamente, junto a individuos de Francia y Bélgica. Los resultados del marcador mitocondrial cox1 mostraron una diferenciación de los abejorros del centro de la península que podría ser explicada por la existencia de un refugio glaciar durante el Pleistoceno. Sin embargo, con los marcadores nucleares STRs (microsatélites) y el análisis de la venación de las alas mediante la técnica de la morfometría geométrica no se detectó ninguna diferenciación, indicando que seguramente existe un flujo genético entre las poblaciones al norte de los Pirineos y las del centro peninsular. En la segunda parte de la tesis se estudió la actividad inmunitaria de B. terrestris en condiciones de estrés. En el tercer capítulo se midió la expresión de cinco genes inmunitarios y dos de choque térmico en abejorros en condiciones de calor (38 °C) y de frío (9 °C). El tratamiento con calor aumentó la expresión génica de los genes de choque térmico, pero no modificó significativamente la expresión de los genes inmunitarios. Por otro lado, el tratamiento con frío solo causó el aumento significativo de la expresión del gen BGRP1 relacionado con la respuesta inmunitaria celular. Además, cuando los abejorros se sometieron al estrés añadido de inanición, la expresión de todos los genes aumentó, posiblemente reflejando un efecto de sinergia entre las respuestas a estrés por inanición y por temperatura. En el cuarto capítulo de la tesis se analizó si la microbiota de B. terrestris le protege frente al parásito intestinal Crithidia bombi, estimulando la expresión génica de tres péptidos antimicrobianos (AMPs) y Mucin-5AC, cuya función putativa es la protección del epitelio. Aunque el suplemento de microbiota aumentó la resistencia frente al parásito respecto a los abejorros con microbiota reducida, no se produjo un cambio significativo en la expresión de los genes de AMPs o Mucin-5AC. Sin embargo, sí que se detectó una interacción entre la presencia de Crithidia y el tratamiento con microbiota, observándose un aumento de la expresión de los genes de AMPs cuando los abejorros estaban infectados y recibían un suplemento de microbiota. Por tanto, la microbiota podría interaccionar con el parásito estimulando la respuesta inmune del hospedador, aunque éste mecanismo no explique por sí solo la protección observada.