Bacterias: el alto precio de la supervivencia

La vida a nivel microscópico no es ningún regalo, es una compleja y feroz batalla por la supervivencia sobre un escenario biológico donde las leyes de la evolución marcan la pauta del que gana y del que pierde.

En esto, las bacterias, por ejemplo, despliegan el máximo esfuerzo para defenderse contra otras que, en su propia lucha, tratan de depredarlas, robarles sus recursos o afectar sus mecanismos biológicos que les permiten mantenerse habilitadas para seguir en el duro camino de la vida.

En muchos casos, estos esfuerzos son tan grandes que no les queda mucha energía para invertir en el desarrollo de sus congéneres. Enfocados en mantenerse vivos, no se gastan en generar prole, con lo cual amenazan su supervivencia como especie.

Los enemigos de las bacterias están por todos lados; en el ambiente, en las sustancias que colocan los humanos para aniquilarlas, o en el agua donde abundan organismos nada amigables. Dentro de esta miríada de enemigos, están los ciliados, seres unicelulares que los toman como alimentos de preferencia.

En este campo de batalla, los microbios se protegen contra los depredadores empleando una variedad de trucos, que los otros, ciliados en este caso, intentan superar. En este escenario también se desarrolla una férrea competencia evolutiva por proveerse de los mejores mecanismos de ataque y defensa.

Todo esto hace que, según los científicos del Instituto Max Planck de Biología Evolutiva, las presas como las bacterias inviertan más en mantener y desarrollar los mecanismos de protección, inclusive si el esfuerzo involucrado es tan alto que apenas pueden producir individuos de su especie.

En el proceso, depredador y la presa, mantienen estrecha relación entre sí: si uno evoluciona, el otro debe mantenerse al ritmo. De manera que se produce una coevolución, la cual, con la presión de la selección natural que la acompaña, conducen a la adaptación mutua de las dos especies.

En experimentos recientes, los científicos mantuvieron juntos a bacterias y sus depredadores ciliados durante varias semanas con el fin de rastrear su evolución. Observaron cómo los microbios se protegen contra la glotonería de sus depredadores ciliados. Después de unos días, las células bacterianas, que normalmente viven en aislamiento, comenzaron a crecer en asociaciones más grandes como un "biofilm" viscoso. Es decir, se agrupan y, juntos, generan condiciones o capacidades que contrarrestan el ataque de sus depredadores; estos ya no pueden alimentarse tan fácilmente de las bacterias.

En los experimentos, cuándo se permitió que solo las bacterias evolucionaran, estas pudieron protegerse bien de ser comidas, con un esfuerzo aceptable. Sin embargo, tan pronto como se permitió que evolucionaran sus depredadores ciliados, la protección tuvo un alto costo para las bacterias: produjeron muy pocos descendientes. Esto hace ver que la protección contra los depredadores tiene un alto costo que sugiere que, cuanto mejor se equipan las bacterias, peor se reproducen.

De esta manera, observaron que las bacterias no pueden optimizar ambas capacidades simultáneamente, lo cual es un caso típico de intercambio evolutivo. Sin embargo, la forma exacta que toma esta compensación depende de si el depredador puede adaptarse a los mecanismos de defensa de la presa. Si es así, la defensa se vuelve cada vez más costosa para la presa y apenas quedan recursos para la reproducción. Por el contrario, si el depredador no puede adaptarse, la presa requiere menos recursos para la defensa y puede invertir más en la producción de progenie.

Además, en este estudio los investigadores demostraron que la diversidad de los depredadores disminuye cuando hay una compensación dinámica. Los ciliados desarrollan menos tipos diferentes para adaptarse a asociaciones bacterianas y biofilms. Esto es beneficioso para la presa, puesto que reduce la presión sobre la bacteria.

El estudio muestra, además, que más diversidad de presas no siempre significa una mayor diversidad de depredadores. Lo que es importante son los costos y beneficios de los rasgos que desarrollan tanto presas como depredadores. Estos experimentos demostraron que, este costo puede cambiar, dependiendo de si el depredador tuvo tiempo o no para adaptarse.

Con información del Instituto Max Planck