Las bacterias pueden dirigir la evolución de nuevas especies

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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Comments (7)

  1. Átomo_fractal

    “…los investigadores trataron a las moscas con antibióticos, ANIQUILANDO TODAS LAS BACTERIAS QUE VIVíAN EN ELLAS.”

    Jajajajajajaja que bueno, me voy a partir la caja hasta que me vaya a dormir.

    • Leviatán

      En realidad lo que sobra es la palabra “todas”. El texto original es : “the researchers treated the flies with antibiotics, wiping out the bacteria that live on them”

  2. Tal vez no sea sólo que la gallina sea el artefacto fabricado por un huevo para crear otro huevo, el artefacto fabricado por unos genes para hacer más copias de sí mismos, sino que los eucariotas seamos un artefacto fabricado por las bacterias para crear más bacterias.
    Espeluznante…

  3. Si no tengo mal entendido, las mitocondrias (que procesan el ATP) ¿podrian influir en el humano de otras maneras?

  4. proaonuiq

    “sino que los eucariotas seamos un artefacto fabricado por las bacterias para crear más bacterias”

    Los eucariotas son el hermano bohemio, artista, amante del sexo de los procariotas, ese que siempre acaba mal.

    Aunque la transición procariota–>eucariota no está todavia clara y hay quien sostiene (Lane) la dudosa tesis de que es uno de esos hechos biológicos singulares, irreproducibles, es posible que la desencadenara un hecho tan simple cómo la neutralización del carácter “pared celular”, sometido a fuertes presiones selectivas por su vinculación con las rutas metabólicas en los procariotas. Desnudarse así fúe una frivolidad biologica o una obra maestra, según cómo se mire.

    Neutralizado ese carácter, la explosión eucariota (hasta el cerebro humano) es fácil de explicar. Si alguien ha explorado el espacio biológico de manera completa y óptima han sido los procariotas. Por ejemplo el elemento clave de la vida, la gestión eficiente del conocimiento biológico (código ADN) lo “inventaron” ellos, por no hablar de la aplicación de este conocimiento, las rutas metabolicas (fotosíntesis, respiración, fermentación…). Los eucariotas, menos sometidos a la presión egoista del optimizador y al trabajo duro han sido más cooperadores y creativos, eso sí siempre combinando el conocimiento acumulado por los procariotas. Y hay que reconocer que lo han combinado bien: estamos aquí para contarlo !

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