Las bacterias pueden dirigir la evolución de nuevas especies

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Lactobacillus plantarumLos organismos simbióticos influyen en la elección de parejas en la mosca de la fruta.

Las bacterias que viven en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, pueden afectar en la elección de pareja de su anfitrión alterando las feromonas de la mosca, según sugiere un nuevo estudio. Este cambio en la elección de pareja podría a su vez llevar a la evolución de una nueva especie de mosca – sugiriendo que las bacterias pueden cambiar indirectamente la especie de sus anfitriones.

Cuando el microbiólogo Gil Sharon, de la Universidad de Tel-Aviv y sus colegas criaron algunas moscas de la fruta con melaza y otras con almidón, esperaban – en base a estudios anteriores – que las moscas se emparejasen preferentemente con compañeros criados bajo la misma dieta, y así lo hicieron. No obstante, por qué las moscas mostraban una preferencia por los compañeros que compartían la misma dieta es algo desconocido.

Eugene Rosenberg, también microbiólogo de la Universidad de Tel-Aviv y parte del equipo que trabajó en el estudio, sospechó que un cambio en la dieta actúa sobre las bacterias simbióticas que viven en las moscas, en lugar de directamente sobre las propias moscas. “Esto añade peso a la idea de que las bacterias desempeñan un papel importante en la evolución de animales y plantas”, comenta.

Los hallazgos, publicados esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences1, son consistentes con la teoría del ‘hologenoma’ – propuesta por primera vez por Rosenberg y su esposa, la bióloga evolutiva Ilana Zilber-Rosenberg, en 20082. La teoría sugiere que la selección natural, que dirige la evolución, actúa sobre el anfitrión y sus socios simbióticos como una unidad completa en lugar de sobre cada una de las especies de forma aislada.

Las moscas de la fruta desarrollaron una preferencia a emparejarse apenas una generación después de introducirlas en la nueva dieta. El efecto se vio que duraba durante 37 generaciones. “Es un efecto muy rápido y de larga duración”, dice Mike Ritchie, biólogo evolutivo de la Universidad de St Andrews, en el Reino Unido, que también trabaja con Drosophila, “por lo que podría influir en la especiación”.

Control bacteriano

Para confirmar que eran las bacterias las que influían en el comportamiento de apareamiento de las moscas – y no simplemente que las propias moscas cambiaban su comportamiento en respuesta a su dieta – los investigadores trataron a las moscas con antibióticos, aniquilando las bacterias que vivían en ellas. Hicieron pruebas de nuevo sobre las moscas y de nuevo encontraron que se apareaban aleatoriamente – en lugar de mostrar una preferencia por los compañeros de la misma dieta – indicando que las bacterias influían en la elección de pareja.

“Si cambias la dieta, entonces algunas de las bacterias se multiplicarán más que otras y esto cambiará el hologenoma, la suma de los genes”, dice Rosenberg.

Observando los marcadores genéticos, los investigadores identificaron la especie bacteriana responsable, Lactobacillus plantarum. En moscas alimentadas con una diera de almidón L. plantarum formaba el 26% de las bacterias simbióticas, en comparación con sólo el 3% de las moscas alimentadas con melaza. Para confirmar que L. plantarum era el responsable, las moscas tratadas con antibióticos fueron inoculadas con la bacteria, y se vio un retorno al comportamiento de emparejamiento preferencial.

El equipo examinó entonces las feromonas de las moscas – compuestos químicos que afectan al comportamiento de otros miembros de la misma especie. Aunque Rosenberg dice que el resultado aún no es concluyente, los investigadores encontraron que las moscas alimentadas con almidón tenían niveles alterados de algunas feromonas que se sabe que están implicadas en el comportamiento de emparejamiento. “Hay un indicio a partir de los datos analíticos sobre que se están alterando las feromonas sexuales, pero esto tiene aún que mirarse más en detalle”, señala.

Ritchie dice que el trabajo podría abrir vías de estudio completamente nuevas. “Sabemos que las moscas que comen plantas muestra índices de especiación muy altos”, comenta. “Este podría ser un mecanismo general”.

Rosenberg dice que el siguiente paso es investigar si el mecanismo tiene lugar en poblaciones naturales de las moscas de la fruta, y definir cómo las bacterias pasan de una generación a la siguiente.


Referencias:
1. Sharon, G. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA advance online publication doi:10.1073/pnas.1009906107 (2010).
2. Zilber-Rosenberg, I. & Rosenberg, E. FEMS Microbiol. Rev. 32, 723-735 (2008).

Fecha Original: 1 de noviembre de 2010
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