Transformarse para sobrevivir

Por Paula Huber* y Fernando Unrein**

Las cianobacterias son los únicos organismos procariotas que tienen la capacidad de realizar fotosíntesis oxigénica, es decir aquella cuyo producto final es el oxígeno. Representan el grupo fotosintético más antiguo del planeta (~3,6 millones de años) y desde su aparición cambiaron la evolución de la vida ya que mediante la fotosíntesis colmaron la tierra primitiva de oxígeno atmosférico, lo cual permitió el desarrollo de organismos más complejos. En particular las picocianobacterias, aquellas menores a 2 micrones, se encuentran mundialmente distribuidas en lagos, ríos y océanos y son un reservorio de diversidad biológica.

Grupos tan ancestrales como las picocianobacterias lograron sobrevivir a condiciones tan cambiantes gracias al desarrollo de estrategias que les permitieron adaptarse a los diferentes escenarios ambientales. Sin embargo, la posibilidad de cambiar no sólo se debe a una lenta herencia evolutiva. Algunos organismos alteran su morfología – es decir, su forma – como respuesta inmediata a un cambio en su entorno. Esta capacidad de presentar varios morfos o fenotipos según las condiciones del medio se conoce como plasticidad fenotípica y representa un gran valor adaptativo.

Se ha demostrado que cepas de picocianobacterias unicelulares tienden a formar colonias en respuesta a determinadas condiciones de estrés, como por ejemplo la presencia de depredadores. Sin embargo no existían hasta el momento evidencias que demuestren la plasticidad fenotípica en comunidades naturales.

Para dar respuesta a esta cuestión, un grupo de investigadores del Instituto de Investigaciones Biotecnológicas – Instituto Tecnológico de Chascomús “Dr. Raúl Alfonsín” (IIB-INTECH, CONICET-UNSAM) de Chascomús del que participamos, en conjunto con científicos catalanes del ICM-CSIC de Barcelona, realizamos un estudio en la laguna Chascomús. Mediante un análisis de identidad genética vimos que muchas de las picocianobacterias unicelulares y coloniales que coexisten en la laguna pertenecerían a la misma especie. Además, demostramos que la presencia de pequeños cladóceros (un crustáceo depredador presente en este ambiente) favorece la dominancia del fenotipo colonial – es decir aquellas que se agrupan en colonias – lo cual les permitiría evitar ser depredadas.

Con este trabajo se pudo conocer por primera vez que las picocianobacterias presentan plasticidad fenotípica bajo condiciones naturales, y que aquellas de la misma especie pueden estar presente en forma unicelular o colonial, dependiendo las condiciones del medio donde se desarrollan.

En organismos tan pequeños las características de sus estructuras son insuficientes para poder determinar a que especie pertenecen, y no hubiésemos podido ver las cambios que pueden ocurrir sin la combinación de distintas técnicas como la microscopía, citometría de flujo y la biología molecular.

Estos descubrimientos publicados recientemente en la revista Environmental Microbiology abren una nueva ventana al conocimiento de éstos organismos ancestrales. Por un lado, nos permiten profundizar los conocimientos acerca de los mecanismos evolutivos que permiten la supervivencia de las especies en la tierra. Por otro lado, nos alertan acerca de los caracteres morfológicos que se utilizan en la determinación de especies y remarcan la importancia del empleo de nuevas herramientas moleculares para poder conocer la diversidad oculta en estos microorganismos.

La revista le dedicó a este trabajo un artículo destacado, escrito por un reconocido investigador especialista en cianobacterias, donde evalúa el descubrimiento y discute las diversas ventajas de dicha estrategia en las cianobacterias y los factores que desencadenan esta respuesta.