El sorprendente “sistema inmunitario” que las abejas construyen dentro de sus colmenas

Cada producto dentro de una colmena cumple una función defensiva específica, y la disposición de esos materiales no es casual: responde a una arquitectura antimicrobiana coordinada que protege a la colonia de enfermedades bacterianas, según un estudio publicado en la revista ISME Communications por investigadores de la Universidad de Sídney.

El equipo, liderado por la microbióloga Kenya Fernandes, analizó miel, propóleo, polen fermentado, cera de abejas y tejidos corporales de insectos procedentes de 24 colonias de la abeja europea (Apis mellifera) distribuidas en cinco apiarios del Tocal Agricultural College, en Nueva Gales del Sur (Australia). Al cruzar perfiles de comunidades microbianas, ensayos antimicrobianos y análisis químicos por resonancia magnética nuclear, los autores comprobaron que la actividad antibacteriana se organiza en un gradiente espacial desde el interior del cuerpo de las abejas hasta las superficies más expuestas de la colmena.

La miel y el propóleo lideran las defensas de la periferia

Las zonas exteriores de la colmena mostraron las barreras más potentes. La miel exhibió la mayor capacidad inhibitoria gracias a la producción de peróxido de hidrógeno (HO), cuyas concentraciones variaron entre 5 y 55 partes por millón según la colmena y se correlacionaron con la supresión de siete microorganismos de prueba. El propóleo, la resina vegetal que las abejas aplican para sellar grietas, presentó un perfil rico en flavonoides —apigenina, crisina, quercetina, kaempferol, galangina y pinocembrina—, compuestos identificados mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear de protón (¹H RMN).

A medida que el muestreo avanzaba hacia el centro de la colmena —panales de cría, polen almacenado y tejidos de las propias abejas—, las defensas se volvían más selectivas. Los compuestos derivados del cuerpo de las nodrizas resultaron más activos que los de las pecoreadoras, y apuntaban con mayor precisión a patógenos bacterianos del nido, como Paenibacillus larvae, agente causal de la loque americana, y Paenibacillus alvei, invasor secundario de la loque europea.

Las bacterias patógenas reciben una presión defensiva mayor que los hongos

El análisis de decaimiento por distancia reveló que la diferenciación de la actividad antimicrobiana entre compartimentos fue mucho más pronunciada frente a bacterias asociadas a la colmena (R² = 0,206; P < 0,0001) que frente a hongos patógenos (R² = 0,019; P = 0,025). Los microorganismos sin vínculo con el nido —Staphylococcus aureus y Cryptococcus deuterogattii— no mostraron ningún patrón espacial consistente.

“Las colmenas no solo son el hogar de las abejas, sino que también funcionan como sus lugares de trabajo, restaurantes y hospitales, y ahora podemos añadir el sistema inmunitario a la lista”, declaró Fernandes en un comunicado de la universidad.

Según los autores, esta asimetría entre la defensa antibacteriana y la antifúngica obedece a una lógica de costo-beneficio: las infecciones bacterianas como la loque americana pueden destruir colonias enteras, mientras que muchos hongos presentes en la colmena —levaduras del género Starmerella o Metschnikowia, saprofitos como Cladosporium— cumplen funciones beneficiosas o neutrales en la nutrición y la protección del polen almacenado.

Colmenas estresadas pierden la organización espacial de sus comunidades microbianas

El estudio también documentó que el estado de salud de la colonia condiciona la eficacia de este escudo biológico. En colonias sanas, la disimilitud entre comunidades bacterianas de distintos compartimentos creció de forma clara con la distancia (R² = 0,236), pero en colmenas bajo estrés la relación se debilitó (R² = 0,138). Para los hongos, las colonias estresadas directamente perdieron cualquier patrón espacial detectable (R² = 0,012; P = 0,085).

De los 24 nidos evaluados, 10 mostraban señales de estrés leve, 11 tenían presencia activa del pequeño escarabajo de la colmena y 9 habían sufrido brotes de ascosferosis (chalkbrood) en los seis meses previos al muestreo.

El paisaje circundante determina la potencia de las defensas químicas

El hallazgo con mayores implicaciones prácticas apunta al entorno. El análisis multivariante (PERMANOVA) identificó la ubicación del apiario como el factor dominante de la variación tanto en actividad antimicrobiana (R² = 0,34; P = 0,005) como en composición química (R² = 0,26; P = 0,030). La flora local, el tipo de uso del suelo y la geografía determinan qué compuestos recolectan las abejas y, en consecuencia, la robustez de su arsenal defensivo.

“Esto demuestra que las colmenas sanas dependen de ecosistemas sanos. La deforestación y la agricultura intensiva podrían estar erosionando silenciosamente las defensas naturales de las abejas”, advirtió Elizabeth Frost, especialista técnica en apicultura del Departamento de Industrias Primarias y Desarrollo Regional de Nueva Gales del Sur y coautora del trabajo.

Cada producto de la colmena emplea una estrategia química distinta

El perfilado por ¹H RMN permitió vincular familias de compuestos con mecanismos de acción específicos. En el propóleo, la potencia antimicrobiana covariaba con la composición global de flavonoides (correlación de Mantel r = 0,621; P = 0,001). En el polen, la actividad antibacteriana se asoció a metabolitos alifáticos polares —probablemente ácidos orgánicos de cadena corta— presentes en la región espectral de 4 a 6 ppm (Pearson r = 0,547; P = 0,019). La cera, con un perfil químico más simple, mostró trazas de crisina y pinocembrina, posiblemente incorporadas desde el propóleo.

A pesar de estos mecanismos diferenciados, los perfiles antimicrobianos de la miel, el propóleo, el polen y la cera covarían entre sí (Spearman r = 0,80-0,96), lo que sugiere que comparten precursores dietéticos y vías metabólicas de procesamiento de compuestos vegetales. La colonia despliega así múltiples estrategias complementarias que proporcionan redundancia frente al fallo de cualquier componente individual.

El modelo podría extenderse a hormigas, termitas y abejas sin aguijón

Los autores señalan que los principios identificados —estratificación espacial de defensas químicas, focalización selectiva en patógenos relevantes y dependencia del entorno— podrían aplicarse a otros insectos eusociales. Hormigas, termitas y abejas sin aguijón también depositan sustancias antimicrobianas en zonas vulnerables de sus nidos y modifican la química de la estructura según el entorno.

Fernandes expresó su interés en comprobar si las abejas nativas australianas sin aguijón, que forman colonias grandes y socialmente complejas, despliegan un sistema defensivo comparable.

El trabajo contó con financiación del programa de recuperación industrial tras incendios forestales de Nueva Gales del Sur y de una beca del Consejo Australiano de Investigación (Australian Research Council). Las secuencias de amplicones están disponibles en el repositorio público NCBI bajo el identificador PRJNA1457209.