Descubren en Curazao un microorganismo capaz de convertirse en “supergigante” caníbal

En un sistema de filtración de agua de mar de Curazao, un grupo de investigadores identificó una nueva especie de ciliado capaz de convertirse en una célula “supergigante” con comportamiento caníbal.

El hallazgo, publicado por Proceedings of the National Academy of Sciences, se centra en Euplotes gigatrox, un organismo unicelular que en determinadas condiciones deja de alimentarse de bacterias.

Una pequeña fracción de ejemplares desarrolla de forma espontánea un tamaño superior al doble del habitual, junto con un cuerpo más ancho y una boca más grande, de acuerdo con el artículo de Sci.News.

De filtrador de bacterias a depredador

Los autores del estudio señalaron que los ciliados del género Euplotes atraen atención desde los primeros tiempos de la microscopía por su presencia extendida especialmente en ecosistemas acuáticos y por sus rasgos visibles.

Según explicó el equipo encabezado por Ben Larson, del Rensselaer Polytechnic Institute, las células de este género “poseen un plan corporal complejo y altamente ordenado, similar al de los animales”.

Sus cilios se agrupan en estructuras mayores llamadas membranelas y cirros, adaptadas para funciones como la alimentación por corrientes de agua, la natación o el desplazamiento sobre superficies a modo de “patas”.

En su estado normal, se alimentan de bacterias por filtración, sin embargo la variante supergigante altera ese patrón: no captura microorganismos pequeños suspendidos en el agua, sino que actúa como un depredador de individuos clonales más pequeños.

El estudio indicó que puede capturar y engullir una presa completa cada diez minutos. “Se trata de una sola célula realizando una actividad que solemos asociar con el desarrollo de los animales”, sostuvo Larson.

El costo del cambio

“Amplía nuestra comprensión de las capacidades de los organismos unicelulares y nos proporciona un nuevo sistema para plantear preguntas sobre cómo las células controlan su forma y función”, afirmó el investigador.

La modificación no se limita a la alimentación. Los ejemplares normales caminan sobre superficies y también nadan mediante trayectorias helicoidales, mientras que los depredadores solo se desplazan sobre el sustrato y describen recorridos circulares. Según el análisis, este comportamiento se adapta a la caza de presas que avanzan por superficies; cuando se los separa de ese soporte, muestran una menor capacidad para nadar.

El trabajo describió esta transformación como una compensación funcional, en la que los ejemplares depredadores ganan capacidad para cazar, pero pierden eficiencia en el desplazamiento acuático.

Ese cambio también modifica su estrategia alimentaria: dejan de explotar bacterias y pasan a depender de otras células de la misma línea clonal, con las que comparten el mismo ADN.

La base genética del cambio

Para indagar la base molecular de este proceso, el equipo analizó la actividad genética de organismos individuales en tres estados: normales, supergigantes y los individuos que habían regresado hace poco desde el estado supergigante.

Los resultados mostraron que las depredadoras constituyen una etapa de desarrollo biológicamente distinta, con diferencias en la expresión génica, entre ellas aquellas vinculadas con la regulación del ciclo celular, la producción de proteínas y la organización de membranas.

Las células que revierten desde esa fase también conservan un patrón biológico propio. Esa señal, de acuerdo con los autores, parece suprimir de forma temporal las rutas que impulsan la transformación.

En ensayos de población, los grupos originados a partir de individuos que hacía poco habían dejado de ser supergigantes mostraron una menor aparición de esa condición, que además tardó más en surgir que en los grupos formados desde células normales.

Cuándo cambian de forma

Los investigadores observaron que la formación de supergigantes tiende a presentarse cuando las poblaciones pasan desde una fase de crecimiento rápido hacia una fase estacionaria, en especial cuando la presa pequeña no abunda.

También indicaron que esas células solo se mantienen en esa forma cuando escasea el alimento pequeño y todavía quedan organismos normales, que pueden servirles de presa.

El estudio añadió que las supergigantes nunca superan alrededor del 5% de la población, un dato que encaja con una estrategia de diversificación de riesgo en la que una fracción reducida del grupo cambia para explotar otro recurso.

Para los autores, este sistema ofrece un nuevo marco para estudiar el proceso en seres unicelulares, que deben cumplir dentro de una sola membrana funciones equivalentes a las de una célula y a las de un ser vivo completo.

“Ahora contamos con un sistema que nos permite estudiar esas mismas cuestiones fundamentales, a medida que procesos de desarrollo análogos se desarrollan en un organismo unicelular en una rama completamente diferente del árbol de la vida”, explicó el investigador.