Resumen de Estudios de evolución experimental en microorganismos: Análisis de la tolerancia al sulfuro en las cianobacterias Microcystis aeruginosa y oscillatoria sp., y de la transición unicelularidad-pluricelularidad en la levadura Kluyveromyces lactis
Se han aplicado diferentes enfoques de Evolución Experimental para arrojar luz sobre el proceso de adaptación a sulfuro en cianobacterias, así como sobre los primeros pasos en la consecución de la pluricelularidad en levaduras. En relación con el primer objetivo hay que resaltar que, aunque la aparición de la fotosíntesis oxigénica ocurrió medios ricos en H2S, este compuesto es muy tóxico para la gran mayoría de las cianobacterias actuales. Para el estudio de dicha adaptación se han usado las cianobacterias Microcystis aeruginosa, sensible a 0,1-0,2 mM sulfuro, y Oscillatoria, aislada de una surgencia sulfurosa, y resistente a concentraciones de hasta 0,9 mM sulfuro. La supervivencia de M. aeruginosa a estas mismas aguas sulfurosas, en principio letales, fue posible por la selección de nuevas variantes genéticas que aparecen por mutación (adaptación). Además, el límite máximo de tolerancia a concentraciones crecientes de sulfuro fue mayor en Oscillatoria (que llegó a aclimatarse a 2 mM sulfuro) que en M. aeruginosa (que se adaptó a 0,4 mM sulfuro). Así, dichos límites de tolerancia dependieron del nivel de sulfuro presente en el hábitat original del cual se aisló cada especie. Además, tanto la tasa de deterioro del medio (velocidad a la que aumentó la concentración de sulfuro) como la variabilidad genética de las poblaciones determinaron la supervivencia de M. aeruginosa a niveles letales de sulfuro, por lo que una alta diversidad genética podría asegurar su supervivencia por adaptación incluso a un estrés por sulfuro severo (esto es, la posibilidad de que acontezca rescate evolutivo). La adaptación al sulfuro conllevó un coste fisiológico en M. aeruginosa, con un menor crecimiento, rendimiento fotosintético, tamaño y contenido de pigmentos fotosintéticos en las cepas resistentes a sulfuro que en las cepas salvajes. La tolerancia del PSII a sulfuro, y no la capacidad de realizar fotosíntesis anoxigénica dependiente de sulfuro, fue el mecanismo presentado por las cepas resistentes a este compuesto. Finalmente, se estudió la influencia de la variabilidad genética y la presión selectiva en la adquisición y desaparición del carácter pluricelular en la levadura Kluyveromyces lactis, que presentaba dos morfotipos constitutivos: uno unicelular y otro pluricelular. Se observó que la transición a la pluricelularidad era posible independientemente del nivel de diversidad genética de las poblaciones, siempre y cuando la presión selectiva favoreciera la selección del morfotipo pluricelular. Sin embargo, en los cultivos pluricelulares, tanto la diversidad inicial de la población como la presión selectiva condicionaron la aparición del morfotipo unicelular, que se observó incluso cuando la presión de selección favorecía el morfotipo pluricelular. Además, la alta tasa de crecimiento del morfotipo unicelular permitió una colonización más rápida de un ambiente dominado por formas pluricelulares; sin embargo, la tasa de colonización del morfotipo pluricelular, en un ambiente unicelular, fue mucho más baja. Se concluye que la evolución hacia organismos pluricelulares, a partir de unicelulares, podría haber estado determinada por la presión selectiva, mientras que el proceso de reversión sería más dependiente de la diversidad genética.
