Evolución bacteriana en lagos: un reloj biológico que marca las estaciones
Bacterias del lago: cómo evolucionan como un reloj con las estaciones
Un reciente estudio publicado en la revista Nature Microbiology ha revelado un fenómeno fascinante en el cual las especies de bacterias en el lago Mendota, en Wisconsin, parecen seguir un ciclo evolutivo predecible y repetitivo, similar a lo que se ve en el clásico de cine «El día de la marmota». A lo largo de un año, muchas de estas bacterias evolucionan rápidamente en respuesta a cambios drásticos en las condiciones ambientales que trae cada estación. Este hallazgo no solo es sorprendente, sino que también proporciona una visión valiosa sobre la adaptabilidad de los microorganismos en un mundo en constante cambio.
Un archivo único de datos
La investigación se basa en una colección sin precedentes de 471 muestras de agua recolectadas durante 20 años. Este esfuerzo fue dirigido por un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin y la Universidad de Wisconsin-Madison, quienes analizaron el material genético de los microbios. Este archivo representa la serie temporal de metagenomas más extensa jamás recopilada de un sistema natural.
Las muestras permitieron a los científicos construir un metagenoma, que incluye todas las secuencias genéticas de fragmentos de ADN dejados por las bacterias y otros organismos presentes en el agua. A través de este análisis, los investigadores descubrieron que, a pesar de las variaciones estacionales, muchas especies de bacterias regresan a un estado genético similar después de un ciclo de aproximadamente mil generaciones.
Adaptaciones estacionales
El lago Mendota experimenta variaciones significativas según la estación. Durante el invierno, el lago se encuentra cubierto de hielo, mientras que en el verano se ve afectado por un crecimiento abundante de algas. Estas condiciones cambian el panorama competitivo entre las distintas cepas de bacterias, permitiendo que unas superen a otras. Por ejemplo:
– Durante el invierno, las cepas que mejor se adaptan a las bajas temperaturas prosperan.
– En el verano, las cepas que pueden utilizar las algas como fuente de alimento se vuelven dominantes.
Este ciclo se repite año tras año, lo que lleva a la sorprendente conclusión de que la evolución de estas bacterias puede parecerse a una película que se reproduce desde el principio, una y otra vez.
Efectos del cambio climático
Los científicos señalaron que el cambio climático podría tener efectos profundos en los patrones de evolución de estas bacterias. En 2012, el lago experimentó condiciones inusuales, como un deshielo temprano y un verano más caluroso y seco de lo habitual, lo que llevó a una escasez de algas. Este cambio drástico provocó que un 20% de las bacterias estudiadas mostraran alteraciones significativas en sus secuencias genéticas, especialmente en genes relacionados con el metabolismo del nitrógeno. Esto demuestra que las bacterias no solo responden a cambios estacionales, sino también a eventos climáticos extremos.
Un estudio de gran envergadura
La investigación no solo se centra en la evolución de las bacterias, sino también en la ecología y evolución de los virus en muestras similares. Utilizando recursos de supercomputación, los investigadores pudieron reconstruir los genomas bacterianos a partir de secuencias cortas de ADN, un proceso que habría tomado décadas si se hubiera realizado con computadoras convencionales.
La manera en que los investigadores abordaron este estudio es clave para entender la evolución microbiana en condiciones complejas y cambiantes. Según Robin Rohwer, uno de los autores principales, «imagina que el genoma de cada especie es un libro, y cada fragmento de ADN es una oración». Este enfoque meticuloso permite a los científicos desentrañar cómo las bacterias se adaptan y evolucionan a lo largo del tiempo.
Reflexiones sobre el futuro de las bacterias
A medida que el cambio climático continúa alterando los ecosistemas, es esencial comprender cómo responden los microorganismos a estas transformaciones. Los hallazgos de este estudio son un punto de partida para futuras investigaciones sobre la ecología microbiana y la evolución en la naturaleza, lo cual es crucial para la preservación de nuestros ecosistemas acuáticos.
La evolución de las bacterias en el lago Mendota no es solo un fenómeno curioso; representa un microcosmos de cómo la vida en la Tierra responde a los cambios ambientales. Con la predicción de eventos climáticos más extremos en el futuro, entender la resiliencia microbiana será fundamental para la conservación y gestión de nuestros recursos hídricos.
Este artículo fue redactado en colaboración con cajuarizona.com
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