Las termitas del suelo y sus hongos simbiontes: El extraordinario tándem para degradar rápidamente los residuos lignocelulósicos

Fuente: Colaje Google imágenes

 Existe una abundante literatura con vistas a obtener bioetanol y otros biocombustibles a partir de los recalcitrantes residuos lignocelulósicos.  En el suelo, estos son degradados rápidamente y más aún en presencia de ciertos ingenieros del suelo, como lo son las hormigas y termitas. El estudio que os mostramos hoy  (El intestino de termitas tiene un secreto para descomponer la biomasa vegetal), nos ayuda a conocer como el sistema simbiótico entre las termitas y sus simbiontes digestivos realizan tal labor sin la menor dificultad. Entender el proceso ayudaría a obtener rápida, económica y eficientemente el mentado biocombustible. Se trata de un tema de candente actualidad a la hora de obtener energías limpias y alcanzar lo antes posible un desarrollo energético sostenible. El secreto se encuentra pues en las termitas y sus simbiontes; sí esos bichitos que viven en el suelo.

 Ya os hemos hablado en numerosas ocasiones de estas fascinantes civilizaciones bajo el suelo y su papel en la descomposición de la materia orgánica, el reciclado de  nutrientes y su desempeño vital  en la dinámica de los ecosistemas.  Desgraciadamente, a menudo la agricultura industrial ha tachado a las termitas como enemigas de la producción de alimentos, cuando de conocer sus hábitos, serían en realidad uno de nuestros mejores aliados. Como siempre primero disparemos a los amigos y luego resulta que….. Bien haríamos en generar nuevas técnicas de agricultura ecológica con la colaboración de esta bioingeniería natural, sin necesidad de ir tocando los genes por doquier y exterminar a estos fabulosos “bichitos”.  Nuestro peores enemigos son, de hecho la ignorancia y arrogancia.

 Os dejo sin más con la noticia original traducida del suajili al español castellano por ese torpe Mr. Google.

 Juan José Ibáñez

 Continúa……

Termite gut holds a secret to breaking down plant biomass

by Staff Writers; Madison WI (SPX) Apr 18, 2017

In the Microbial Sciences Building at the University of Wisconsin-Madison, the incredibly efficient eating habits of a fungus-cultivating termite are surprising even to those well acquainted with the insect’s natural gift for turning wood to dust.

According to a study published this week in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences, when poplar wood undergoes a short, 3.5-hour transit through the gut of the termite, the emerging feces is almost devoid of lignin, the hard and abundant polymer that gives plant cells walls their sturdiness. As lignin is notorious for being difficult to degrade, and remains a costly obstacle for wood processing industries such as biofuels and paper, the termite is the keeper of a highly sought after secret: a natural system for fully breaking down biomass.

El intestino de termitas tiene un secreto para descomponer la biomasa vegetal

(…) los increíblemente eficientes hábitos alimenticios de una termita cultivadora de hongos son sorprendentes incluso para aquellos que conocen bien el don natural del insecto para convertir la madera en polvo.

Según un estudio publicado esta semana en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias, cuando la madera de álamo se somete a un breve tránsito de 3,5 horas a través del intestino del termitas, las heces emergentes están casi desprovistas de lignina, el polímero duro y abundante que da a las paredes de las células vegetales su robustez. Como la lignina es notoria por ser difícil de degradar, y sigue siendo un obstáculo costoso para las industrias de procesamiento de la madera, como los biocombustibles y el papel, el termitero es el guardián de un secreto altamente buscado: un sistema natural para la descomposición total de la biomasa.

«The speed and efficiency with which the termite is breaking down the lignin polymer is totally unexpected,» says John Ralph, a UW-Madison professor of biochemistry, researcher at the Great Lakes Bioenergy Research Center (GLBRC) and lignin expert. «The tantalizing implication is that this gut system holds keys to breaking down lignin using processes that are completely unknown.»

Hongjie Li, co-first author of the study, began studying the termite as graduate student at Zhejiang University in Hangzhou, China. Now a postdoctoral researcher in the lab of UW-Madison bacteriology professor and GLBRC researcher Cameron Currie, Li was the first to keep this genus of termite alive in a lab setting, and the first to observe close-up the symbiotic system that unites the termites with the white rot fungus Termitomyces.

The entire process, as is often the case with social insects, is complex. Young termites, or young workers, collect and eat the wood. The termites’ fungal-laden feces then become an integral part of a fungal comb, a sponge-like structure the termites create within a protected chamber. On the comb, the white rot fungi further degrade the wood until its simple sugars are ready, some 45 days later, to be consumed by old worker termites.

«La implicación tentadora es que este sistema intestinal tiene las claves para romper la lignina usando procesos que son completamente desconocidos».

Hongjie Li, co-primer autor del estudio, (…) fue el primero en mantener este género de termitas vivo en un entorno de laboratorio y el primero en observar el sistema simbiótico que une a las termitas con el hongo de la pudrición blanca Termitomyces.

Todo el proceso, como suele ser el caso de los insectos sociales, es complejo. Las termitas jóvenes, o trabajadores jóvenes, recogen y comen la madera. Las heces de las termitas cargadas de hongos se convierten en parte integrante de un peine fúngico, una estructura parecida a una esponja que las termitas crean dentro de una cámara protegida. En el peine, los hongos blancos de la putrefacción degradan más lejos la madera hasta que sus azúcares simples estén listos, algunos 45 días más adelante, para ser consumidos por las termitas viejas del trabajador

«For decades, everybody just thought that the young worker wasn’t doing anything, because of how rapidly the wood passes through its gut,» says Li. «But after observing the termites in the lab, I assumed there were some functions there, since the fungi simply cannot live on the wood on their one.»

To explore those functions, Li enlisted the help of co-first author Daniel Yelle, a research forest products technologist with the U.S. Department of Agriculture’s Forest Products Laboratory, and an expert in wood-degrading fungal systems.

«This system is unique because the fungus and the termite can’t live without each other,» says Yelle. «They’re symbiotic, and they work together very efficiently to do things white rot fungi can’t do in nature. Together they do everything more rapidly.»

Durante décadas, todo el mundo pensaba que el joven trabajador no estaba haciendo nada, debido a la rapidez con que la madera pasa a través de su aparato digestivo (..) Pero después de observar las termitas en el laboratorio, asumí que había algunas funciones allí que desconocía. Los hongos simplemente no pueden vivir en la madera por sí misma «.

Para explorar esas funciones, Li reclutó  (…) a un experto en sistemas fúngicos que degradan madera.(..) «Este sistema es único porque el hongo y la termita no pueden vivir el uno sin  el otro», dice Yelle. «Son simbióticas, y trabajan juntas muy eficientemente para hacer las cosas que los hongos de la pudrición blanca no pueden hacer en naturaleza. Juntos hacen todo más rápidamente.»

The system may be symbiotic, but the processes involved in the gut transit – or the mechanisms by which the termite gut succeeds in cleaving even the hardest-to-cleave portions of the lignin – are still unknown. Future research will focus on determining which enzymes or bacterial systems might be at work in the gut. If that super enzyme or process can be replicated outside of the termite, it could result in a dramatic improvement in the way we process wood and make biofuels, improving economics and cutting energy use.

«This is a great example of the value of basic science research,» says Currie. «Studying how termites process plant biomass in nature not only helps us understand our natural world, but it could contribute to our own efforts to break down biomass.»

El sistema puede ser simbiótico, pero los procesos implicados en el tránsito intestinal – o los mecanismos por los que el intestino de termitas tiene éxito en la escisión de incluso las porciones más difíciles de escindir de la lignina – son todavía desconocidos. Las investigaciones futuras se enfocarán en determinar qué enzimas o sistemas bacterianos podrían estar funcionando en el intestino. Si esa super enzima o proceso puede ser replicado fuera de las termitas, podría resultar en una mejora dramática en la forma en que procesamos la madera y fabricamos biocombustibles, mejorando la economía y reduciendo el consumo de energía.

«Este es un gran ejemplo del valor de la investigación científica básica», dice Currie. «Estudiar cómo las termitas procesan la biomasa vegetal en la naturaleza no solo nos ayuda a entender nuestro mundo natural, sino que podría contribuir a nuestros propios esfuerzos para descomponer la biomasa«.

Hongjie Lie, a UW-Madison postdoctoral researcher, was the first to observe close-up the symbiotic system that unites the termites with the white rot fungus Termitomyces. Image courtesy UW-Madison/James