En una entrega anterior de esta sección describíamos la curiosa estrategia del nematodo Caenorhabditis elegans para dispersarse en el medio. Estos pequeños gusanos forman torres para salvar espacios y, eventualmente, adherirse a insectos que los transporten a otros lugares. Parecía difícil superar esto, pero otro nematodo, Steinernema carpocapsae (Figura 1), acaba de proporcionarnos un caso aún más sorprendente. Con una longitud máxima de medio milímetro, este minúsculo gusano es capaz de saltar a una distancia superior a veinte veces su longitud corporal, con una velocidad inicial de 1.5 m/s, y adherirse a un insecto al que matará y consumirá. Si a esto le añadimos que rara vez falla en su objetivo, nos tenemos que preguntar cómo un animal, tan limitado en lo sensorial como en lo motor, tiene tanta puntería. Y la respuesta, totalmente inesperada, radica en la electroestática.
La electricidad estática está presente en muchos fenómenos biológicos. Los insectos voladores, por ejemplo, suelen cargarse positivamente por el roce con partículas presentes en el aire. De esta forma se facilita la recolección de polen por abejas, mariposas o colibrís. Eso sí, la carga eléctrica positiva de los insectos voladores aumenta su riesgo de enredarse en telarañas. La electricidad estática también está implicada en el vuelo de arañas, en ocasiones a cientos de kilómetros de distancia. Los filamentos de seda emitidos por estas arañas y cargados negativamente son atraídos por cargas eléctricas positivas en la atmósfera, como podemos ver en este vídeo.
Volvamos a S. carpocapsae. Este nematodo ha sido comercializado debido a su utilidad en la lucha biológica contra plagas de insectos. Cincuenta millones de gusanos pueden adquirirse en el mercado fitosanitario por unos 20 euros. A pesar de su pequeño tamaño, S. carpocapsae mata rápidamente (en 24-48 horas) a los insectos a los que ataca. Esta letalidad se debe a dos factores. Por un lado, transporta en su intestino bacterias simbióticas del género Photorhabdus o Xenorhabdus. Cuando el gusano penetra en su víctima, las bacterias son liberadas y proliferan rápidamente, produciendo toxinas y enzimas que degradan los tejidos del insecto. Al mismo tiempo, el nematodo produce otras sustancias tóxicas y supresoras del sistema inmune del insecto, que no puede defenderse de la infección bacteriana. Para completar el trabajo, las bacterias también segregan antibióticos que evitan la competencia de otras bacterias.
A estas alturas el insecto ha sido ya atacado por otros nematodos de la misma especie, que pasan de un estadio juvenil (el único de vida libre) a adultos de ambos sexos. Se aparean, ponen huevos y mantienen el ciclo hasta que el insecto ha sido completamente consumido. En ese momento los juveniles vuelven a asociarse con las bacterias (que solo pueden vivir en simbiosis con S. carpocapsae) y abandonan el cadáver para buscar otra víctima.
La pregunta que nos hacíamos al principio es, ¿cómo este pequeño gusano es capaz de saltar y adherirse a un insecto volador con precisión? La sorprendente respuesta acaba de aparecer en un artículo publicado en PNAS por investigadores estadounidenses. Es el propio insecto el que atrae al nematodo a causa de su carga eléctrica positiva, como vemos en este video.
Los experimentos se realizaron con moscas del vinagre conectadas a un filamento de cobre para proporcionarles carga eléctrica positiva (Figura 2A-C). De acuerdo con las medidas tomadas en insectos voladores, estas cargas suelen estar entre 10 y 200 picoculombios (pC), lo que equivale a voltajes entre 50 y 1000 voltios. En todos los experimentos, los nematodos saltarines aterrizaron sobre el insecto. Lo mismo sucedió cuando el insecto fue reemplazado por una bola metálica con la misma carga eléctrica.
Para que la atracción electrostática sea eficaz, el nematodo debe tener carga eléctrica negativa, y los modelos numéricos mostraron que, en efecto, esta carga está alrededor de 0.1 pC. ¿Cómo se genera esta carga? La hipótesis más probable es que se deba a la inducción (Figura 2E). Cuando el insecto cargado positivamente se acerca, atrae cargas negativas del extremo más próximo del nematodo, con lo que el extremo contrario se carga positivamente. Ese extremo está en contacto con el sustrato, que actúa como toma de tierra y proporciona electrones que cancelan las cargas positivas. Por eso, todo el gusano, cuando salta hacia su objetivo, tiene carga negativa y es atraído hacia su víctima.
La pequeñísima carga negativa adquirida por inducción es esencial. De acuerdo con los modelos numéricos, cuando se simularon las trayectorias y las velocidades de los saltos, pero se asignó una carga nula a los gusanos, solo uno de los 19 intentos terminó con éxito (Figura 2D).
Resulta paradójico que la misma carga positiva que resulta útil, por ejemplo, para la recogida de polen, pueda ser fatal al atraer a nematodos parásitos. En cualquier caso, este descubrimiento ilustra la importancia de comprender mejor los fenómenos eléctricos en las interacciones animales.
Referencias
Ran, R., Burton, J.C., Kumar, S. et al. (2025). Electrostatics facilitate midair host attachment in parasitic jumping nematodes, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. doi: 10.1073/pnas.2503555122.
Sobre el autor: Ramón Muñoz-Chápuli Oriol es Catedrático de Biología Animal (jubilado) de la Universidad de Málaga.
