Ciertas algas unicelulares se aprovechan de las demás para proliferar en un ambiente tóxico libre de competidores

Engañar a los demás posee indudables ventajas para el que lo hace, sea el directivo de un banco, un político corrupto (si se permite el pleonasmo), un jefe explotador, etc. La sociedad sale perdiendo y, sobre todo, sus víctimas. Pero esto no algo exclusivamente humano.
Se ha documentado que muchos animales también engañan a sus semejantes, desde esas aves supuestamente emparejadas amorosamente de por vida cuyo macho frecuentemente cuida las crías de otro creyendo que son suyas, a los chimpancés, cuya capacidad de engaño se asemeja demasiado a la humana. Incluso se dan casos de engaño entre las plantas.
Pero quizás lo más sorprendente es que también los seres unicelulares pueden llegar a engañar a sus semejantes. Ya hemos visto en NeoFronteras varios casos de seres unicelulares que engañan a sus semejantes. El problema es explicar cómo se puede llegar a este tipo de comportamiento a través de la evolución en seres tan simples.
Ahora William Driscoll, Jeremiah Hackett y otros investigadores de University of Arizona nos proporcionan otro ejemplo más de engaño microbiano, esta vez en las algas unicelulares Prymnesium parvum. Este microorganismo tóxico perteneciente al grupo de 'algas doradas', denominación debida al pigmento que poseen, tiene como parientes lejanos a las diatomeas. Produce toxinas que reducen la proliferación de algas competidoras en el mismo ecosistema (por ejemplo al eliminar competidoras de la luz del sol), pero, a la vez, este comportamiento amenaza ya las reservas pesqueras.
Aunque en un principio sólo habitaba ecosistemas marinos, está ya en ecosistemas de agua dulce. Como está invadiendo ecosistemas acuáticos en los EE.UU. era y es un importante objetivo de estudio. Estos investigadores aislaron diversas cepas de esta alga y descubrieron que algunas crecían mucho más rápido que las demás al no gastar recursos en la producción de toxinas, pero se veían beneficiadas de la protección proporcionada por las toxinas generadas por las otras que habitan en el mismo medio. Digamos que hay algas que 'engañan' a las demás que son vecinas suyas al aprovecharse de ellas para conseguir una ventaja. Este resultado se suma a otros que alimentan la idea que incluso los microorganismos tiene cierta 'vida social'. Además puede servir para intentar controlar los eventos tóxicos que estas algas pueden producir en el medio.
La producción de toxina sólo tiene sentido si todas lo hacen, pues las que no lo hagan tienen una ventaja reproductiva sobre las que sí lo hacen, pues gastan recursos en ello y tarde o temprano estas segundas terminarían por desaparecer. Recordemos que la toxina se difunde en el medio y todas se benefician de ella. La cooperación entre algas se tendría que venir abajo en estas circunstancias, pero esto no ocurre. ¿Por qué no sucede?
Bajo el microscopio se ha llegado a observar cómo estas algas tóxicas atacan activamente a otras competidoras, rodeándolas y descargando sobre ellas toxinas. Una vez inmovilizada la presa se la 'comen'. Quizás la toxina apareció sólo para garantizar este tipo de comportamiento de 'serpiente de cascabel', sólo para ser usada en determinados momentos. Su difusión en el agua quizás sea un efecto secundario.
Estos investigadores cultivaron dos cepas, una tóxica y otra no, en los mismos recipientes y pudieron ver oscilaciones entre las dos poblaciones. Cuando una tenía éxito la otra decaía y viceversa. Si hay suficientes nutrientes en el agua las algas usan la fotosíntesis para conseguir energía, pero cuando escasean los nutrientes empiezan a buscar presas y atacarlas con toxinas. Pero según lo observado, tan pronto como los nutrientes escasean la población tóxica deja de crecer y las aprovechadas se multiplican. Estos investigadores creen que este comportamiento aprovechado puede ser una adaptación al estilo de vida cíclico del alga, que está sujeto a explosiones de la población.
Durante estas explosiones se mata a las competidoras, pero también a las presas, por lo que no hay muchas razones para seguir produciendo toxinas y además perseguir a presas inexistentes. Es mejor dejar de invertir en la producción de toxinas y simplemente multiplicarse. Según estos investigadores, este caso ilustra lo poco que se sabe sobre ecología microbiana.
En este caso han encontrado algunos genes relacionados con la regulación del estrés en las variedades de algas 'aprovechadas'. Muchos de los genes todavía no se han estudiado y suponen una novedad, especialmente los relacionados con la producción toxinas. El problema es que todavía no se ha secuenciado el genoma de estos microorganismos, por lo que todavía es un misterio. Muchos genes son novedades sobre los que se desconoce su función.
Estos investigadores esperan cautamente poder aplicar los conocimientos que extraigan de la fisiología, genética y ecología de estos seres para el control de la especie en el medio ambiente y así evitar eventos tóxicos.
Es ahora cuando se empieza a estudiar la cooperación entre microorganismos y cómo ésta se mantiene. Hace cientos de millones de años se produjo una cooperación tal que finalmente dio lugar a los seres multicelulares. Cuando esta cooperación falla pueden darse fenómenos como el cáncer, en el que unas células van por libre y proliferan a costa de las demás. El caso de las algas tiene ciertas semejanzas con el cáncer, aunque no es lo mismo, pero puede ayudar a pensar sobre el problema.
17/02/13
MADRI+D

Engañar a los demás posee indudables ventajas para el que lo hace, sea el directivo de un banco, un político corrupto (si se permite el pleonasmo), un jefe explotador, etc. La sociedad sale perdiendo y, sobre todo, sus víctimas. Pero esto no algo exclusivamente humano.

Se ha documentado que muchos animales también engañan a sus semejantes, desde esas aves supuestamente emparejadas amorosamente de por vida cuyo macho frecuentemente cuida las crías de otro creyendo que son suyas, a los chimpancés, cuya capacidad de engaño se asemeja demasiado a la humana. Incluso se dan casos de engaño entre las plantas.

Pero quizás lo más sorprendente es que también los seres unicelulares pueden llegar a engañar a sus semejantes. Ya hemos visto en NeoFronteras varios casos de seres unicelulares que engañan a sus semejantes. El problema es explicar cómo se puede llegar a este tipo de comportamiento a través de la evolución en seres tan simples.

Ahora William Driscoll, Jeremiah Hackett y otros investigadores de University of Arizona nos proporcionan otro ejemplo más de engaño microbiano, esta vez en las algas unicelulares Prymnesium parvum. Este microorganismo tóxico perteneciente al grupo de 'algas doradas', denominación debida al pigmento que poseen, tiene como parientes lejanos a las diatomeas. Produce toxinas que reducen la proliferación de algas competidoras en el mismo ecosistema (por ejemplo al eliminar competidoras de la luz del sol), pero, a la vez, este comportamiento amenaza ya las reservas pesqueras.

Aunque en un principio sólo habitaba ecosistemas marinos, está ya en ecosistemas de agua dulce. Como está invadiendo ecosistemas acuáticos en los EE.UU. era y es un importante objetivo de estudio. Estos investigadores aislaron diversas cepas de esta alga y descubrieron que algunas crecían mucho más rápido que las demás al no gastar recursos en la producción de toxinas, pero se veían beneficiadas de la protección proporcionada por las toxinas generadas por las otras que habitan en el mismo medio. Digamos que hay algas que 'engañan' a las demás que son vecinas suyas al aprovecharse de ellas para conseguir una ventaja. Este resultado se suma a otros que alimentan la idea que incluso los microorganismos tiene cierta 'vida social'. Además puede servir para intentar controlar los eventos tóxicos que estas algas pueden producir en el medio.

La producción de toxina sólo tiene sentido si todas lo hacen, pues las que no lo hagan tienen una ventaja reproductiva sobre las que sí lo hacen, pues gastan recursos en ello y tarde o temprano estas segundas terminarían por desaparecer. Recordemos que la toxina se difunde en el medio y todas se benefician de ella. La cooperación entre algas se tendría que venir abajo en estas circunstancias, pero esto no ocurre. ¿Por qué no sucede?

Bajo el microscopio se ha llegado a observar cómo estas algas tóxicas atacan activamente a otras competidoras, rodeándolas y descargando sobre ellas toxinas. Una vez inmovilizada la presa se la 'comen'. Quizás la toxina apareció sólo para garantizar este tipo de comportamiento de 'serpiente de cascabel', sólo para ser usada en determinados momentos. Su difusión en el agua quizás sea un efecto secundario.

Estos investigadores cultivaron dos cepas, una tóxica y otra no, en los mismos recipientes y pudieron ver oscilaciones entre las dos poblaciones. Cuando una tenía éxito la otra decaía y viceversa. Si hay suficientes nutrientes en el agua las algas usan la fotosíntesis para conseguir energía, pero cuando escasean los nutrientes empiezan a buscar presas y atacarlas con toxinas. Pero según lo observado, tan pronto como los nutrientes escasean la población tóxica deja de crecer y las aprovechadas se multiplican. Estos investigadores creen que este comportamiento aprovechado puede ser una adaptación al estilo de vida cíclico del alga, que está sujeto a explosiones de la población.

Durante estas explosiones se mata a las competidoras, pero también a las presas, por lo que no hay muchas razones para seguir produciendo toxinas y además perseguir a presas inexistentes. Es mejor dejar de invertir en la producción de toxinas y simplemente multiplicarse. Según estos investigadores, este caso ilustra lo poco que se sabe sobre ecología microbiana.

En este caso han encontrado algunos genes relacionados con la regulación del estrés en las variedades de algas 'aprovechadas'. Muchos de los genes todavía no se han estudiado y suponen una novedad, especialmente los relacionados con la producción toxinas. El problema es que todavía no se ha secuenciado el genoma de estos microorganismos, por lo que todavía es un misterio. Muchos genes son novedades sobre los que se desconoce su función.

Estos investigadores esperan cautamente poder aplicar los conocimientos que extraigan de la fisiología, genética y ecología de estos seres para el control de la especie en el medio ambiente y así evitar eventos tóxicos.

Es ahora cuando se empieza a estudiar la cooperación entre microorganismos y cómo ésta se mantiene. Hace cientos de millones de años se produjo una cooperación tal que finalmente dio lugar a los seres multicelulares. Cuando esta cooperación falla pueden darse fenómenos como el cáncer, en el que unas células van por libre y proliferan a costa de las demás. El caso de las algas tiene ciertas semejanzas con el cáncer, aunque no es lo mismo, pero puede ayudar a pensar sobre el problema.

17/02/13
MADRI+D