Adaptacin espontnea de las bacterias a los cambios ambientales

Un equipo internacional de cientficos ha observado por primera vez una estrategia evolutiva llamada bet hedging (diversificacin de apuestas), en condiciones de laboratorio.

FUENTE | CORDIS: Servicio de Informacin en I+D Comunitario 11/11/2009

Este trmino alude a la manera en que ciertos organismos aseguran la supervivencia de su especie en ambientes sometidos a cambios rpidos, produciendo cras adaptadas a distintas condiciones de vida. Podra tratarse de una de las tcnicas ms antiguas de adaptacin evolutiva.

El equipo cientfico, formado por investigadores de Alemania, Pases Bajos y Nueva Zelanda, ha publicado en la revista Nature un artculo sobre sus observaciones de esta diversificacin de apuestas en la especie bacteriana Pseudomonas fluorescens.

Los experimentos realizados consistieron en introducir cepas de Pseudomonas en dos medios de cultivo distintos. La variante que se impuso a las dems en un medio se introdujo despus en el otro medio, y viceversa, en los que las mutaciones que les haban dado ventaja anteriormente perdan su valor. De este modo, nuevas mutaciones y, por tanto, nuevas variantes evolucionaron para compensar la desventaja resultante.

Los cientficos descubrieron que, en definitiva, las bacterias generaban cepas con la misma configuracin gentica, que siempre daban lugar a dos variantes distintas, en ambos medios. Las variantes de Pseudomonas capaces de realizar la diversificacin de apuestas se imponan a aquellas cuyos genotipos se adaptaban simplemente por mutacin.

Mientras que los cambios evolutivos suelen suceder a lo largo de generaciones, de forma que los portadores de mutaciones ventajosas prevalecen sobre los que presentan caractersticas menos aptas, la diversificacin de apuestas consiste en producir una generacin de cras idnticas desde el punto de vista gentico, pero en la que una parte de la descendencia est perfectamente adaptada al medio actual mientras que otra es ms apta para condiciones totalmente distintas, lo que les garantizara la supervivencia en caso de que se produjeran cambios radicales en su entorno.

Este fenmeno se ha observado en organismos muy diferentes, desde bacterias hasta plantas y animales. Los patgenos bacterianos, por ejemplo, presentan variaciones en la superficie celular (lisas y rugosas, por ejemplo), reduciendo as el riesgo de ser detectados por el sistema inmunitario del organismo husped.

Nuestros experimentos han arrojado pruebas de que la diversificacin del riesgo es una estrategia muy eficaz para adaptarse con rapidez a los entornos cambiantes, asegur uno de los autores del estudio, el Dr. Christian Kost del Instituto Max Planck de Ecologa Qumica (Alemania). Si un mismo genotipo genera mltiples variantes al mismo tiempo, puede responder con mayor rapidez a cambios importantes del medio.

El estudio concluye as: La informacin recabada sobre los rasgos moleculares subyacentes revela cmo, realizando pequeos ajustes del metabolismo central, la evolucin ha dado con una estrategia que, en buena lgica, podra haber necesitado de decenas de miles de generaciones para conformarse. La rpida y reiterada evolucin de la estrategia de "diversificacin de apuestas" observada en nuestros experimentos indica que podra tratarse de una de las soluciones evolutivas ms antiguas a la variabilidad del entorno vital, quizs incluso anterior a la evolucin de los mecanismos de regulacin gentica dependientes del ambiente.

La Pseudomonas fluorescens, cuyo metabolismo es extremadamente flexible, es una bacteria que se encuentra tanto en el suelo como en el agua. Algunas variantes resultan de utilidad para proteger a plantas contra ciertos parsitos y para otras medidas de control biolgico. Por otra parte, el cultivo de estas bacterias produce un antibitico. Asimismo, la P. fluorescens se aplica a la leche para fabricar yogur. Sus clulas se dividen cada 52 minutos, por lo que resultan muy apropiadas para el estudio de la evolucin.