Adaptación por simbiosis: un mecanismo alternativo para la evolución.

Cuando se habla de los mecanismos de la evolución se suelen enumerar dos: la selección natural y la deriva genética. La selección natural favorece a los genes que mejoran la capacidad de supervivencia y reproducción del organismo. La deriva genética es el cambio aleatorio en la frecuencia de cada una de las formas alternativas que puede tener un gen (estas formas alternativas se llaman alelos). Pero, como acaban de ilustrar espectacularmente unos investigadores encabezados por John Jaenike, de la Universidad de Rochester (EE.UU.), existe otro que no usa a los genes en absoluto, sino la simbiosis. El artículo aparece en Science.

En síntesis se trata de un caso en el que una bacteria infecta a un animal, esta infección confiere al animal que la tiene una ventaja reproductiva y la bacteria termina “heredándose” de la madre a las crías (la madre infecta a las crías). Esta relación simbiótica entre el animal huésped y la bacteria le proporciona al huésped una defensa lista para su uso contra un peligro de su entorno y, por lo tanto, se ha extendido en la población por selección natural, de la misma manera en la que lo haría una mutación genética favorable.

El trabajo de Jaenike y sus colegas representa la primera vez que se informa de este efecto con este nivel de detalle en animales que viven en libertad. Sin embargo, no debe ser algo tan raro en la naturaleza. Aparte de lo que este estudio supone para un mejor conocimiento de los mecanismos de la evolución, también puede representar una ayuda a la hora del desarrollo de bacterias para combatir enfermedades en los humanos.

Los investigadores han estudiado una especie de mosca, Drosophila neotestacea, que se vuelve estéril por un nemátodo (un gusano redondo) parásito llamado Howardula aoronymphium. Los nemátodos invaden las moscas hembra cuando son jóvenes, horadando su piel mientras se alimentan de setas, e impidiendo que puedan producir huevos cuando maduran. Sin embargo, cuando una mosca también está infectada por una especie de bacteria llamada Spiroplasma, los nemátodos no crecen bien y no esterilizan a las hembras.

Los investigadores también han podido constatar que, a resultas del impacto beneficioso de Spiroplasma, la bacteria se ha estado expandiendo por América del Norte y aumentando la frecuencia con la que aparece en las moscas al pasar de madres a hijos. La comprobación de ejemplares guardados desde los primeros años ochenta del siglo XX demostró que la bacteria sólo estaba presente en alrededor del diez por ciento de las moscas del oriente de Estados Unidos. Para 2008 la frecuencia de la infección por Spiroplasma había alcanzado el ochenta por ciento. Los científicos deducen que este crecimiento tan sustancial es una respuesta evolutiva a la reciente colonización de América del Norte por los nemátodos. Cuando los gusanos invadieron el subcontinente la bacteria demostró ser una defensa práctica y potente contra el efecto esterilizador de los nemátodos.

En la actualidad la mayoría de las moscas del este de Estados Unidos portan la bacteria, y la infección bacteriana parece estar extendiéndose hacia el oeste. Sin ninguna mutación en sus propios genes, las moscas han desarrollado rápidamente una defensa contra un parásito tremendamente pernicioso simplemente incorporando otro organismo y pasándolo de generación en generación.

Este trabajo también puede tener implicaciones para el control de enfermedades en humanos. Los nemátodos portan y transmiten enfermedades muy graves, incluyendo la segunda causa de ceguera en el mundo, la oncocercosis, y la elefantiasis. La investigación de Jaenike es la primera prueba de la existencia de una defensa natural bacteriana contra un nemátodo, lo que abre una nueva vía de investigación para el control de estas enfermedades.

Referencia:

Jaenike, J., Unckless, R., Cockburn, S., Boelio, L., & Perlman, S. (2010). Adaptation via Symbiosis: Recent Spread of a Drosophila Defensive Symbiont Science, 329 (5988), 212-215 DOI: 10.1126/science.1188235

Imagen: disección de un ejemplar de D. neotestacea; se aprecia el nemátodo y la descendencia de éste. Cortesía de J. Adam Fenster, Universidad de Rochester.