La estructura del hábitat impulsa la selección de propiedades de difusión en sideróforos
Las bacterias tienen una notable variedad de comportamientos sociales, tienen la capacidad de formar estructuras multicelulares, presentan sistemas complejos de comunicación y de motilidad coordinada que pueden concederles ciertas ventajas en la síntesis adquisición de recursos. En su mayoría, estos comportamientos dependen de la secreción de metabolitos secundarios que pueden compartirse y proporcionar beneficios a las comunidades bacterianas.
Con el enfoque particular de evaluar el bien público o privado que representa un metabolito secundario para una comunidad bacteriana y la velocidad y el rango que pueden alcanzar, es que Kümmerli y colaboradores decidieron evaluar la selección natural en la secreción de sideróforos bacterianos a través de diferentes especies y tipos de hábitats bacterianos utilizando un enfoque comparativo.
Para ello, analizaron principalmente las propiedades químicas de difusividad, afinidad por membranas biológicas y solubilidad en agua de 189 sideróforos producidos por 124 especies. Los sideróforos que consideraron sólo fueron aquellos para los cuales su estructura química estaba resuelta, se encargaban principalmente de la quelación y absorción de hierro a través de receptores específicos, además de que debían ser secretados al exterior de la célula.
Se distinguieron cinco categorías generales de tipos de hábitat. En orden creciente de la estructura del hábitat, consideraron: (1) hábitats marinos; (2) hábitats de agua dulce que incluyen lagos, ríos y estanques; (3) hábitats de suelo y sedimentos; (4) hábitats en sustratos (tejidos de plantas y animales, plancton, alimentos, rocas, heces, etc.) y (5) hábitats dentro de huéspedes de plantas y animales. Para eliminar la problemática de que un organismo puede ocupar diferentes hábitats, se calculó un puntaje de la estructura.
A partir de múltiples correlaciones entre las variables de difusión, afinidad por membranas biológicas, agregación, solubilidad de los sideróforos y la estructura del hábitat; destacan las siguientes ideas principales:
– La propiedad de difusión es una característca que puede determinar si un metabolito representa un bien para pocos organismos o bien puede ser compartido en la comunidad bacteriana.
– La estructura del hábitat parece impulsar la evolución de las propiedades químicas de los metabolitos; de esta manera,los sideróforos altamente difusibles se asocian con especies que viven en hábitats relativamente estructurados, mientras que las especies que viven en hábitats menos estructurados suelen tener sideróforos con difusividad reducida.
– Lo evaluado en este trabajo, retoma la idea de que la estructura ambiental puede favorecer la cooperación, las bacterias que están en un hábitat limitado físicamente evitan la dispersión de metabolitos secundarios y pueden mantener su relación de colaboración y evitar a los tramposos.
Referencia:
- Kümmerli, R., Schiessl, K. T., Waldvogel, T., McNeill, K., & Ackermann, M. (2014). Habitat structure and the evolution of diffusible siderophores in bacteria. Ecology letters, 17(12), 1536-1544.
