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