Bajos ciertas circunstancias los mejor adaptados no tienen por qué ser los que terminen dominando la población.
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Lo bueno de la ciencia es que nunca termina, siempre hay cosas nuevas y aparecen fenómenos inesperados que las teorías del momento no pueden explicar. La teoría evolutiva, que trata de explicar el hecho evolutivo, no es la excepción y los expertos del campo todavía debaten sobre ciertos aspectos de la misma.
Uno de los aspectos de la teoría evolutiva se ha puesto recientemente en cuestión gracias a experimentos multigeneracionales con bacterias. Ahora se han explicado los resultados de esos experimentos con un nuevo modelo. Además de las consecuencias básicas que este resultado pueda tener, también puede tener importancia a la hora de tratar de combatir las enfermedades infecciosas, dada la rápida evolución de las bacterias y el desarrollo de defensas frente a los antibióticos con los que las combatimos.
En experimentos realizados durante los últimos años se ha podido hacer que distintas generaciones de bacterias sufrieran una evolución equivalente a 3000 años en la escala humana. Los resultados obtenidos desafiaban nuestra comprensión de la evolución al mostrar que la biodiversidad puede evolucionar donde previamente se creía que no era posible.
Se cree que sólo los más adaptados pueden tener descendencia al ser seleccionados por una determinada presión de selección. Si esto es verdad, dado un nicho ecológico determinado éste debe contener la “mejor” de las especies, la mejor adaptada, y que ésta finalmente dominará la población desplazando a las otras. Es el principio de la supervivencia del mejor adaptado. Los ecólogos llaman a esto principio de exclusión competitiva y este principio predice que se necesitan ambientes complejos para soportar poblaciones complejas y diversas.
Los microbiólogos han comprobado este principio mediante la construcción de ambientes muy simples en el laboratorio para ver qué es lo que pasa después de cientos de generaciones de evolución bacteriana. Se creía que al cabo de un tiempo sólo quedaría el genoma de la bacteria mejor adaptada. Pero los que realizaron este tipo de experimentos se encontraron con un resultado sorprendente. Obtuvieron una inesperada diversidad genética después de muchas generaciones.
Anteriormente se achacaba este tipo de resultados al escaso número de generaciones transcurridas y se dijo que si se esperaba lo suficiente aparecería el “ganador”. Ahora miembros de las universidades de Exeter y Bath en el Reino Unido han elaborado un modelo que explica esos resultados.
Este estudio muestra que en los experimentos realizados con anterioridad el tiempo transcurrido era suficiente y que además no había anomalías. El resultado era real y resulta que, pese a todo, el más adaptado no monopoliza la población.
Según Laurence Hurst, la clave para entender estos resultados está en darse cuenta que la cantidad de energía que el organismo es capaz de exprimir de los nutrientes del medio depende de la abundancia de éstos. Si se suministran nutrientes abundantemente, el uso de los mismos será ineficaz. Si se combina esto con la noción de que organismos con diferentes estrategias en el aprovechamiento de los nutrientes se ven afectados de diferente manera por las mutaciones genéticas, “entonces descubrimos un nuevo principio, uno en el que ambos, los adaptados e inadaptados coexisten indefinidamente”, comenta.
Ivana Gudelj añade que los adaptados usan los nutrientes bien, pero que no se recuperan de las mutaciones, mientras que los menos eficientes, que son consumidores inadaptados, son mantenidos en la población por su resistencia a las mutaciones. Si hay una tasa de mutación baja, manda la regla de la supervivencia del mejor adaptado, pero si no es así se puede mantener mucha diversidad.
En los experimentos realizados la tasa a la que se producen las mutaciones parece ser lo suficientemente alta como para que se den tanto adaptados como inadaptados en la población final.
Según David Lipson, en experimentos anteriores se mostraba que la utilización de distintas estrategias de utilización de nutrientes podía coexistir en ambientes complejos, pero esta es la primera explicación de cómo las soluciones de compromiso, como la que se ha estudiado entre el ritmo de crecimiento y la eficacia, pueden dar lugar a una diversidad estable en los ambientes más simples posibles.
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Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [2]
Artículo original. [3]
Foto: PNNL – Pacific Northwest National Laboratory.