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Bacterias de evolución lenta o rápida

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Bacterias de evolución lenta o rápida

Área: Biología — Miércoles, 23 de Marzo de 2011
Aunque en un principio las bacterias de evolución rápida parecen ganar sobre las de evolución lenta, a largo plazo se puede invertir la situación.
Foto
Microfotografía de bacterias E. coli. Fuente: The maryland biochip.
La velocidad a la que la que las especies evolucionan es determinante para su futuro, pero aunque en un principio puede parecer que las especies que evolucionan más rápido les puede ir mejor, parece que es justo al contrario, al menos en algunas bacterias. Al igual que en la fábula de Esopo de la tortuga y la liebre, en la carrera evolutiva de las bacterias, la más lenta es la que gana a largo plazo.
Investigadores de Michigan State University y University of Houston muestran en un artículo de Science que bacterias E. coli de evolución rápida son eliminadas de la competición por las más lentas, la razón parece ser que estas últimas tienen un mayor potencial para aprovechar las ventajas de mutaciones beneficiosas futuras, pese a que acumulan mutaciones a un ritmo menor. 
Según Tim Cooper, uno de los autores del estudio, depende del plazo de tiempo que se considere. En este caso la tortuga no puede ganar en los 100 metros lisos, pero si el maratón.
Cooper y sus colaboradores tomaron dos linajes clónicos distintos de E. coli y tomaron muestras cada
500, 1000 y 1500 generaciones en un experimento de laboratorio a largo plazo. Después de cada toma de muestra analizaron la presencia de 5 mutaciones beneficiosas.
Al cabo de las primeras 500 generaciones encontraron que la cepa de evolución rápida tenía mayores ventajas genéticas que la lenta y, por tanto, que en teoría sus bacterias podrían sobrevivir mejor, reproducirse y desbancar a sus competidores. En concreto adquirían una mutación denominada topA que permite un mejor enrollamiento del ADN. Pero en las siguientes generaciones comprobaron que la cepa de bacterias de evolución lenta había ganado a la rápida y dominado la población total.
Un detalle interesante es que ambos linajes de bacterias habían adquirido mutaciones beneficiosas antes de la generación 500 sobre un particular gen, pero estas mutaciones diferían ligeramente entre sí.
Los investigadores permitieron a las bacterias evolucionar durante 883 generaciones más y comprobaron qué mutaciones se habían acumulado. Encontraron una mutación, denominada spoT, que confería ventajas a las bacterias de evolución lenta que estaba ausente en las otras.
Pero la mutación previa topA en las bacterias tipo “liebre” hacía que los posibles beneficios de la mutación spoT fueran inútiles en ellas debido a una interacción entre genes.
La nueva mutación spoT hacía de las bacterias “tortugas” estuvieran mejor adaptadas que las “liebres” y al final terminaban dominando en la población.
Según Daniel Rozen, de University of Manchester (RU), este resultado es excitante porque generalmente se había pensado que una mayor tasa de mutación significaba una mayor “evolucionalidad”, pero este resultado dice que el trasfondo genético es otro aspecto importante.
Pero por otro lado, Ed Feil, de la Universidad de Bath (RU), es más escéptico. Dice que es difícil explicar por qué las bacterias “liebre” están mejor adaptadas al cabo de 500 generaciones. Según él la mutación topA confiere una adaptación mejor a las “tortugas”.
Cooper se defiende con los cálculos de adaptación y añade que hay otras mutaciones en juego en la generación 500. “Las ‘liebres’ tienen como mínimo cuatro mutaciones”, añade, “Es el paquete completo lo que les hace estar mejor adaptadas, y no sólo topA”.
El próximo paso de Cooper será estudiar en detalle por qué topA interfiere con spoT y e investigar las posibles aplicaciones prácticas de sus hallazgos, ya que quizás se puedan aplicar en la industria o en medicina.
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Thalia