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LOS ORIGENES DE LA VIDA: LA VIDA PRIMITIVA
- LA CONSTRUCCIÓN DE NICHO
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Hablemos sobre
uno de los temas más fascinantes
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de la biología: la construcción de nicho.
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Si se observan ambientes
como este lugar inhóspito en Hawái,
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se pueden dar cuenta
que es hostil y extremo y muy caliente.
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Pero, incluso, cuando la lava se enfría,
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todavía luce muy desagradable
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no es un lugar adecuado
para desarrollarse,
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no hay qué comer;
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en fin, parece que la vida
no puede sacar provecho
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de este peculiar ambiente,
pero resulta que no es así.
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De hecho, hay muchas plantas
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y, en particular, hay algunas
que pueden aprovechar
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este ambiente
y han comenzado a desarrollarse
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y solo deben pasar unos pocos años
para que podamos ver este tipo de cosas.
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Esto no solo sucede en los campos de lava;
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de hecho, existen todo tipo de lugares
donde las plantas pueden prosperar.
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Aquí tenemos una planta con flor
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y estas flores proporcionan
recursos para que otros organismos
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los aprovechen.
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De hecho, incluso, en las rocas estériles
los productos de desecho
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de algunas especies originan recursos
que se hacen disponibles
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para que otros organismos los aprovechen.
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Analicemos esto con más detalle.
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Aquí tenemos de nuevo
el campo de lava con plantas
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y están estas primeras especies
que pueden sacar provecho
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de esta oportunidad
y que se denominan especies pioneras.
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Estas especies pioneras
degradan el ambiente
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haciendo que otras especies nuevas
puedan invadir y así sucesivamente.
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De modo que, además de helechos,
habrá plantas más grandes
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y finalmente habrá árboles
y con los árboles habrá insectos
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y aves y todo tipo
de complejidades biológicas
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que ya conocemos
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y que al principio
habría sido difícil imaginar
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que vivirían en un campo de lava.
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Cuando se piensa en esto,
hay muchas cosas que ahí suceden
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y precisar cuál de ellas es
la más importante supone un desafío.
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Ahora vamos a simplificar mucho más
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el sistema y, en lugar de tener
campos de lava y plantas,
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tendremos células de E. coli.
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Aquí tenemos una E. coli,
una célula individual de E. coli
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que, bueno, no es
una célula real de E. coli;
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así es cómo se ve en realidad
una célula de E. coli,
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pero como es muy complicada,
vamos a utilizar un diagrama
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de una célula de E. coli.
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A la E. coli le encanta comer glucosa
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y cuando la alimentamos con glucosa,
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se generan
dos importantes productos de desecho:
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el glicerol y el acetato.
Y si se cultiva E. coli
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en un medio con glucosa
durante muchas generaciones,
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cuando generan glicerol y acetato
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y si se observan
las poblaciones de microbios
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después de cientos de generaciones,
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resulta que no hay un solo tipo
de E. coli; hay tres tipos,
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tres tipos de E. coli: un tipo
que prefiere el glicerol como alimento,
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otro que prefiere el acetato
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y el otro especialista
que solo se alimenta de glucosa.
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Esto sucede porque
el genotipo original generaba
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productos de desecho por alimentarse
de la glucosa, del glicerol y del acetato.
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Esto modifica el ambiente y lo cambia
de tal manera que los especialistas
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pudieron evolucionar
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y así se generan los especialistas
de nicho metabólico.
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Resulta, pues,
que esa clase de facilitación
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de la evolución
de los nichos de los especialistas
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no es rara en los cultivos de laboratorio.
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Aquí hay otro ejemplo, donde tenemos
una colonia de Pseudomonas fluorescens
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que se cultiva bajo condiciones similares
en un frasco de cultivo,
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y si se espera de tres
a cinco días y se analiza el cultivo,
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no solo se encontrará el tipo
de Pseudomona fluorescens
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que había originalmente sino
que habrá muchos tipos
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agrupados
en tres tipos principales: la que es lisa
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y prefiere crecer en el centro,
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la que es arrugada y se esparce
y prefiere crecer en la capa superior
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y el tipo velloso
que se acumula en el fondo.
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Y así observamos este tipo
de facilitación microbiana
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y vemos la evolución
del nicho espacial de los especialistas
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Esto sucede todo el tiempo
y es muy rápido.
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Revisemos lo que hemos hecho hasta ahora
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Hemos visto lo que es un nicho.
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Un nicho es un ambiente donde una especie
en particular puede desarrollarse
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y lo llamamos "nicho fundamental"
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que es diferente
al "nicho efectivo" donde
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hay muchas especies distintas
que quizás están juntas
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e interfieren entre sí
y no viven en todas partes
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y se denomina "nicho efectivo".
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Luego, está la construcción
de nicho que es cuando
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un organismo modifica
su ambiente a tal punto que afecta
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su propio desarrollo
y el de otros organismos.
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Y vemos que es importante
en el laboratorio
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donde observamos la evolución
del nicho espacial de los especialistas,
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generando la construcción
de nichos de los especialistas;
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lo cual se observa
con frecuencia en la naturaleza
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y en el laboratorio con la construcción
de nichos de los recursos
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donde los microorganismos
modifican su ambiente
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y evolucionan
nuevos nichos de los especialistas
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como sucede en la naturaleza
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y que los vemos todo el tiempo
en todas partes.
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Se ha investigado mucho sobre esto.
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Uno de los estudios más apasionantes
que ha usado microbios
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es el tema central
del libro de Rees Kassen
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y que, de una manera más general,
trata sobre la evolución experimental
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con moscas y otros organismos,
las teorías subyacentes
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que nos remonta a los años 50
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y una enorme cantidad de otros artículos.