Descubren un nuevo suplemento diseñado para potenciar la reproducción de las abejas

El cambio climático y la intensificación agrícola han privado cada vez más a las abejas de la diversidad floral que necesitan para prosperar. El polen, principal componente de su dieta, contiene lípidos específicos llamados esteroles, necesarios para su desarrollo. Cada vez más, los apicultores alimentan a sus abejas con sustitutos artificiales del polen debido a la insuficiencia de polen natural. Sin embargo, estos suplementos comerciales, elaborados con harina proteica, azúcares y aceites, carecen de los compuestos esteroles adecuados, lo que los hace nutricionalmente incompletos.

En un nuevo estudio, el equipo de investigación logró modificar la levadura Yarrowia lipolytica para producir una mezcla precisa de seis esteroles clave que las abejas necesitan. Esta mezcla se incorporó posteriormente a las dietas de las colonias de abejas durante ensayos de alimentación de tres meses. Estos se llevaron a cabo en invernaderos cerrados para garantizar que las abejas se alimentaran únicamente con las dietas de tratamiento.

Principales hallazgos del suplemento diseñado para potenciar la reproducción de las abejas

Al final del período de estudio, las colonias alimentadas con levadura enriquecida con esteroles habían criado hasta 15 veces más larvas hasta la etapa de pupa viable, en comparación con las colonias alimentadas con dietas de control.

Las colonias alimentadas con la dieta enriquecida tuvieron mayor probabilidad de continuar criando crías hasta el final del período de tres meses, mientras que las colonias con dietas deficientes en esteroles cesaron la producción de crías después de 90 días.

En particular, el perfil de esteroles de las larvas en colonias alimentadas con levadura modificada genéticamente coincidió con el encontrado en colonias alimentadas naturalmente, lo que sugiere que las abejas transfieren selectivamente solo los esteroles biológicamente más importantes a sus crías.

Los investigadores explican que "para las abejas, la diferencia entre una dieta enriquecida con esteroles y los piensos convencionales sería comparable a la diferencia que existe para los humanos entre consumir comidas equilibradas y nutricionalmente completas y consumir comidas carentes de nutrientes esenciales como los ácidos grasos esenciales. Mediante la fermentación de precisión, ahora podemos proporcionar a las abejas un pienso a medida, nutricionalmente completo a nivel molecular".

"Nuestro estudio demuestra cómo podemos aprovechar la biología sintética para resolver desafíos ecológicos reales. La mayoría de los esteroles de polen que utilizan las abejas no están disponibles de forma natural en cantidades que puedan cosecharse a escala comercial, lo que imposibilita la creación de un alimento nutricionalmente completo que sustituya al polen", recalcan.

Del polen a la nutrición de precisión: identificación y producción de esteroles clave para las abejas

Antes de este trabajo, no estaba claro cuáles de los diversos esteroles presentes en el polen eran cruciales para la salud de las abejas. Para responder a esta pregunta, los expertos evaluaron químicamente la composición de esteroles en muestras de tejido extraídas de pupas y abejas adultas. Esto requirió un trabajo extremadamente delicado; por ejemplo, diseccionar abejas nodrizas individualmente para separar los intestinos. El análisis identificó seis compuestos de esteroles que consistentemente constituían la mayoría en los tejidos de las abejas: 24-metilencolesterol, campesterol, isofucosterol, β-sitosterol, colesterol y desmosterol.

Mediante la edición genética CRISPR-Cas9, modificaron la levadura Yarrowia lipolytica para producir estos esteroles de forma sostenible y asequible. Se seleccionó Y. lipolytica por su alto contenido lipídico, su seguridad alimentaria demostrada y su uso como suplemento en piensos para acuicultura. Para producir el suplemento enriquecido con esteroles, la biomasa de la levadura modificada se cultivó en biorreactores, se cosechó y se secó hasta obtener un polvo.

Beneficios para la agricultura y la biodiversidad

Los polinizadores, como las abejas melíferas, contribuyen a la producción de más del 70 % de los principales cultivos mundiales. Las graves disminuciones, causadas por una combinación de deficiencias de nutrientes, cambio climático, infestaciones de ácaros, enfermedades virales y exposición a pesticidas, representan una amenaza significativa para la seguridad alimentaria y la biodiversidad. Por ejemplo, durante la última década, las pérdidas anuales de colonias comerciales de abejas melíferas en EE. UU. han oscilado entre el 40 % y el 50 %, y podrían alcanzar entre el 60 % y el 70 % en 2025. Este nuevo suplemento de ingeniería ofrece un medio práctico para mejorar la resiliencia de las colonias sin agotar aún más los recursos florales naturales. Dado que la biomasa de levadura también contiene proteínas y lípidos beneficiosos, podría utilizarse como alimento integral para abejas.

"Dependemos de las abejas melíferas para polinizar uno de cada tres bocados de nuestro alimento; sin embargo, las abejas se enfrentan a numerosos factores de estrés. Una buena nutrición es una forma de mejorar su resiliencia ante estas amenazas, y en paisajes con escasez de forraje natural para las abejas, un suplemento dietético más completo podría ser un punto de inflexión. Este descubrimiento revolucionario de fitonutrientes clave que, al incluirse en suplementos alimenticios, permite la cría sostenida de las abejas melíferas, tiene un inmenso potencial para mejorar la supervivencia de las colonias y, a su vez, las empresas apícolas de las que dependemos para nuestra producción de alimentos", subrayan.

Asimismo, resaltan que "las abejas melíferas son polinizadores cruciales para la producción de cultivos como almendras, manzanas y cerezas, por lo que están presentes en grandes cantidades en algunas zonas de cultivo, lo que puede ejercer presión sobre las limitadas flores silvestres. Por lo tanto, nuestro suplemento diseñado podría beneficiar a las especies de abejas silvestres al reducir la competencia por el polen".

Próximos pasos y futuras aplicaciones

Si bien estos resultados iniciales son prometedores, se requieren más ensayos de campo a gran escala para evaluar los impactos a largo plazo en la salud de las colonias y la eficacia de la polinización. Es posible que el suplemento esté disponible para los agricultores en un plazo de dos años.

Esta nueva tecnología también podría utilizarse para desarrollar suplementos dietéticos para otros polinizadores o insectos de cultivo, abriendo nuevas vías para la agricultura sostenible.