Algunas bacterias evolucionan como un reloj con las estaciones

Las especies bacterianas de un lago de Wisconsin se encuentran en una especie de bucle evolutivo sin fin del que no parecen poder librarse.

Según un nuevo estudio publicado en Nature Microbiology, investigadores descubrieron que, en el transcurso de un año, la mayoría de las especies bacterianas individuales del lago Mendota evolucionaron rápidamente, aparentemente en respuesta a los dramáticos cambios de estación.

Las variantes genéticas aumentaron y disminuyeron a lo largo de las generaciones, pero cientos de especies separadas regresaron, casi por completo, a copias casi exactas de lo que habían sido genéticamente antes de unas mil generaciones de presiones evolutivas. Los microbios individuales tienen una vida útil de solo unos pocos días, no de estaciones enteras, por lo que el trabajo de los científicos implicó comparar genomas bacterianos para examinar los cambios en las especies a lo largo del tiempo.

Este mismo cambio estacional se repitió año tras año, como si la evolución fuera una película que se repetía una y otra vez desde el principio, aparentemente sin llegar a ninguna parte.

"Me sorprendió que una porción tan grande de la comunidad bacteriana estuviera experimentando este tipo de cambio", dijo en un comunicado Robin Rohwer, investigador postdoctoral en la Universidad de Texas (UT) en Austin, en el laboratorio del coautor Brett Baker. "Esperaba observar solo un par de ejemplos interesantes, pero había literalmente cientos".

Rohwer dirigió la investigación, primero como estudiante de doctorado trabajando con Trina McMahon en la Universidad de Wisconsin-Madison y luego en UT.

El lago Mendota cambia mucho de una estación a otra: durante el invierno, está cubierto de hielo y durante el verano, está cubierto de algas. Dentro de la misma especie bacteriana, las cepas que se adaptan mejor a un conjunto de condiciones ambientales superarán a otras cepas durante una temporada, mientras que otras cepas tendrán la oportunidad de brillar durante diferentes estaciones.

El equipo utilizó un archivo único en su tipo de 471 muestras de agua recolectadas durante 20 años del lago Mendota por McMahon, Rohwer y otros investigadores de la UW-Madison como parte de proyectos de monitoreo a largo plazo financiados por la Fundación Nacional de Ciencias. Para cada muestra de agua, ensamblaron un metagenoma, todas las secuencias genéticas de fragmentos de ADN dejados por bacterias y otros organismos. Esto dio como resultado la serie temporal de metagenomas más larga jamás recolectada de un sistema natural.

"Este estudio es un cambio radical en nuestra comprensión de cómo las comunidades microbianas cambian con el tiempo", dijo Baker. "Esto es solo el comienzo de lo que estos datos nos dirán sobre la ecología y la evolución microbiana en la naturaleza".