En un estudio publicado en PNAS, científicos utilizaron un enfoque de evolución experimental para identificar los determinantes genéticos clave de su adaptación a las condiciones ambientales. Así lograron aislar superdepredadores que activan un programa genético específico. Este programa optimiza el consumo de sus presas al estimular el metabolismo de los ácidos grasos y reforzar su resistencia al estrés oxidativo.
Estos descubrimientos abren nuevas perspectivas para comprender las limitaciones nutricionales que enfrentan los depredadores en su nicho ecológico.
Los depredadores bacterianos son importantes para la ecología de los suelos
Los suelos albergan comunidades microbianas complejas. Según datos de metagenómica, los depredadores juegan un papel central en el mantenimiento de los ecosistemas. Sin embargo, este rol sigue siendo poco comprendido, y es esencial analizar con más detalle los mecanismos de interacción entre depredadores y sus presas.
La bacteria del suelo Myxococcus xanthus es un modelo experimental ideal para estudiar estos mecanismos a nivel genético y molecular. En laboratorio, los científicos descubrieron que Myxococcus mata a sus presas por contacto directo, haciéndolas estallar para consumir sus restos. No obstante, el metabolismo del depredador y la naturaleza de los nutrientes obtenidos de las presas seguían siendo poco claros.
Superdepredadores obtenidos experimentalmente
Para esclarecer estas cuestiones, los científicos realizaron un experimento de evolución en laboratorio para seleccionar superdepredadores mejor adaptados a sus interacciones con las presas. Aislaron variantes que acumulan mutaciones activando un programa genético específico que les permite adaptarse mejor a sus presas. Los resultados, publicados en la revista PNAS, muestran que esta adaptación se basa en dos capacidades esenciales:
- La activación del metabolismo de ácidos grasos, que permite al depredador alimentarse más eficientemente, probablemente digiriendo mejor los lípidos de los restos de sus presas.
- La activación de genes que confieren mayor resistencia al estrés oxidativo. Esta adaptación revela que, al lisarse, las presas liberan especies reactivas de oxígeno que afectan a las bacterias depredadoras.
Aunque realizada en laboratorio, este estudio revela el estrés que sufren los depredadores y los mecanismos de adaptación que desarrollan. Abre nuevas perspectivas para comprender la nutrición de las bacterias depredadoras y determinar qué lípidos consumen. Un análisis comparativo de cepas aisladas de suelos sería particularmente útil para entender mejor estas adaptaciones en su entorno natural.
Además, esta investigación establece paralelismos con las interacciones patógeno-huésped, donde el metabolismo de ácidos grasos y la resistencia al estrés oxidativo también juegan un papel clave.
La microfluídica permite encapsular Myxococcus (verde) con una única presa (E. coli, rojo) en una microgotícula. Se observa a Myxococcus xanthus agregándose sobre la presa para matarla por contacto. Las gotículas contienen un colorante sensible a las especies reactivas de oxígeno (ROS), que se vuelve amarillo al oxidarse. La lisis de la presa provoca una coloración amarilla, revelando la producción de ROS. La adaptación de Myxococcus a los ROS le permite resistir su ataque, un fenómeno también observado cuando un macrófago fagocita una bacteria patógena.
© Rikesh Jain, Tâm Mignot, Hung Le, CNRS