La simbiosis es el modus vivendi de los seres vivos. Todos convivimos con otras especies que son nuestros microbios asociados

El rol que tienen las bacterias en los distintos procesos biológicos de algunos seres vivos fue el punto de partida de Simbiosis, bacterias y evolución: una conversación con Esperanza Martínez Romero y Antonio Lazcano Araujo, transmitida en vivo el 26 de abril por las plataformas digitales de El Colegio Nacional.

La sesión formó parte del ciclo Los viernes de la evolución, coordinado por los colegiados Antonio Lazcano y José Sarukhán, y contó con la participación de la investigadora María Esperanza Martínez Romero, quien dio continuidad a la ponencia ¿Tus bacterias y las mías son iguales?, transmitida el 8 de abril de 2022 por los mismos canales.

En palabras de la investigadora mexicana, la simbiosis es el modus vivendi de los seres vivos: “todos estamos conviviendo con otras especies que son nuestros microbios asociados. Sim quiere decir convivir. No existe la biología, todo es simbología”. En otras palabras, este término hace referencia a la interacción íntima de organismos de especies diferentes que pueden favorecer su mutuo desarrollo vital.

Martínez Romero recordó que la científica estadounidense Lynn Margulis no sólo hablaba de la simbiosis como modus vivendi, sino como motor de la evolución y la razón de la generación de nuevos seres vivos. La investigadora del Centro de Ciencias Genómicas de la UNAM expuso una miscelánea de simbiosis destacadas que ayudan a entender la importancia de las bacterias en la evolución.

En primer lugar, se refirió a los términos simbionte —organismo biológico que interacciona entre sí— y patógeno —microorganismo capaz de producir algún daño—; dos especies distintas que generan simbiosis y pueden beneficiarse una de la otra: “Lo que los distingue es que los patógenos no tienen control y sobre crecen en el organismo, mientras que los simbiontes están en números restringidos, de alguna manera, el animal o la planta tienen control de la población. En general, los patógenos producen toxinas. A pesar de que hay muchos genes que se requieren para vivir en uno de estos hospederos, hay firmas genéticas que permiten distinguir a los simbiontes”.

La ganadora del premio L’Oreal-Unesco a la Mujer y la Ciencia 2020 destacó la simbiosis de las esponjas, que están en la base del desarrollo de los animales metazoarios, para explicar que todos los seres que se constituyen de muchas células empiezan, tal vez, como esponjas: “las esponjas son filtradores, porque una gran cantidad de su peso son los microbios asociados. Se calcula que el 60% de su peso son bacterias, y pueden volverse fotosintéticas gracias a las cianobacterias que tienen. Se piensa que la simbiosis de estos seres tiene 700 millones de años”.

De acuerdo con la científica, las bacterias de las esponjas tienen adaptaciones genéticas especiales que les permiten sobrevivir, pero lo más interesante es que tienen un sistema de inmunidad que se conoce muy poco: “las esponjas logran volverse fotosintéticas por sus bacterias fotosintéticas y las amebas también. Este fenómeno permite entender cómo se hicieron las plantas que adquirieron los elementos fotosintéticos de cianobacterias en un pasado remoto”.

Otro tipo de simbiosis que se mencionó fue la que se genera entre la diatomea, un tipo de alga unicelular, y una cianobacteria que le da la capacidad de fijar nitrógeno: “esto pasa porque las cianobacterias son extraordinarias en su capacidad de fotosintetizar y de fijar nitrógeno. En el caso de la amiba y la esponja, la capacidad que despliegan en su hospedero es la de hacer la fotosíntesis, en este caso fija nitrógeno”.

La especialista también se refirió a la simbiosis generada por una bacteria dentro de otra bacteria, como en el caso del Tremblaya, un endosimbionte de una chinche harinosa, que cuenta con una gamma proteobacteria dentro de una beta proteobacteria. Además, habló de los endosimbiontes que permiten generar nutrientes, un ejemplo son los que ayudan a sobrevivir a los gusanos de mar llamados Riftia, que habitan a 2 mil 500 metros de profundidad.

“Lo que siempre pasa con los endosimbiontes raros de animales extraños en el fondo del mar o dentro de insectos es que la mayor parte de los genes, que uno puede detectar con análisis, son de función desconocida y lo que revela es nuestra pobreza de conocimiento de seres vivos que habitan condiciones extremas”, puntualizó Martínez Romero.

La experta sostuvo que gracias a la simbiosis muchos seres vivos habitan ambientes impensables y extremos: “es muy interesante que el estudio de estos procesos biológicos revele las funciones clave de todos los seres vivos”. La cochinilla del carmín, por ejemplo, tiene simbiontes que fijan nitrógeno en su interior, los insectos como las termitas y las moscas de la fruta también lo pueden fijar. “Yo creo que eventualmente los seres humanos podríamos fijar nitrógeno y prescindir de tener que comer tantas proteínas, así resolveríamos un problema gravísimo relacionado con el consumo de la carne”, especuló Martínez Romero.

La científica hizo hincapié en el paradigma de las bacterias patógenas como entes nocivos: “las bacterias patógenas son una minoría y les han dado muy mala fama a todas en general. Lysol dice: elimina el 99.9% de las bacterias ¿realmente queremos eliminar tantas? Muchas de estas que habitan la piel son necesarias y ayudan a combatir los virus. Las bacterias intestinales pueden hacernos mucho más resistentes a las infecciones que producen diarreas y así generar inmunidad”, finalizó.

Por su parte, el biólogo Antonio Lazcano Araujo comentó que la asociación simbiótica de los organismos entre microorganismos o de microorganismos con animales como las esponjas, además de permitirles hacer fotosíntesis o fijar nitrógeno, representa un fenómeno de conducta del cual los biólogos no están enterados y en disciplinas como la neurobiología o la psicología tampoco se habla de ello.

Agregó que se necesita poner un límite al estudio de los organismos y sus interacciones: “no pensar que en la tierra todas las conexiones están dadas, pero sí reconocer que lo que llamamos un individuo en biología o una población, en realidad e inevitablemente está interaccionando principalmente con bacterias y arqueas que son otro tipo de procariontes”.

Puntualizó que se requiere un cambio de paradigma: “en donde enseñemos lo que es un individuo, una población, la genómica de una población, la metagenómica de una comunidad, pero ir más allá de las moléculas para ver cómo la conducta y las interacciones, específicamente con bacterias, no necesariamente se traducen en relaciones de enfermedad, de patogenicidad”.

Fuente: El Colegio Nacional