Los resultados, ahora publicados en mBio , muestran que algunas cepas de bacterias pueden, de hecho, haber comenzado ya el camino desde ser beneficiosas hasta convertirse en parásitos.

No sólo los humanos o el ganado rumiante tienen innumerables microbios viviendo en sus intestinos. Los intestinos de muchas especies de termitas, que se alimentan de la descomposición de componentes de la madera difíciles de digerir, están repletos de numerosos ayudantes unicelulares, los llamados flagelados. Estos a su vez son colonizados por bacterias. Los endosimbiontes bacterianos viven dentro o sobre los flagelados eucariotas y les suministran nutrientes en el intestino de las termitas.

Un equipo dirigido por el científico de Marburg Max Planck, Andreas Brune, quiere comprender mejor los detalles de la convivencia y, sobre todo, el importante rendimiento metabólico de las bacterias a nivel mundial. Esto se debe a que la contribución de los microbios termitas al equilibrio global de metano no es insignificante. Además, la capacidad de los simbiontes microbianos para convertir los componentes de la madera en bloques de construcción potencialmente valiosos también ha despertado el interés de los investigadores durante años.

Endomicrobia:un excelente caso para estudios evolutivos

En su último estudio, el equipo de Andreas Brune investigó cómo se produjo la asociación entre flagelados y bacterias y cómo se correlaciona el rendimiento metabólico de las bacterias con este desarrollo evolutivo. Este enfoque normalmente está limitado por el hecho de que ya no hay parientes cercanos que vivan de forma independiente fuera de las células huésped. En este caso, los investigadores tuvieron suerte:un grupo de bacterias llamado Endomicrobia contiene tanto formas de vida libre como endosimbiontes de los flagelados.

Los investigadores analizaron la información genética de cepas bacterianas asociadas con diferentes termitas mediante secuenciación de metagenomas. "Cuando observamos los resultados, nos dimos cuenta de que la bacteria Endomicrobia que habita en los flagelados había perdido muchos genes con el tiempo", explica Undine Mies, Ph.D. estudiante en el grupo. Sin embargo, esta pérdida fue compensada por la adquisición de nuevas funciones mediante la transferencia de genes de otras bacterias intestinales.

La transferencia horizontal de genes proporciona nuevas capacidades metabólicas

"Al recibir genes de otras bacterias de su entorno, las bacterias pudieron cambiar mejor su metabolismo para utilizar otros suministros de energía, como los fosfatos de azúcar", dice Mies. "Este resultado subraya la importancia de esta transferencia horizontal de genes para la coevolución de los organismos."

Los datos también muestran cómo, en el curso de esta evolución, hubo un cambio en el metabolismo energético de la glucosa a los fosfatos de azúcar y, finalmente, una pérdida total de la capacidad de descomponer el azúcar.

En cambio, las bacterias adquirieron un mecanismo de transporte para la absorción de compuestos ricos en energía (antiportadores ATP/ADP) del entorno del huésped, como es típico en las bacterias parásitas. "La pérdida de casi todas las capacidades biosintéticas en algunos linajes endomicrobianos y la adquisición del transportador indican que la relación originalmente mutuamente beneficiosa entre las bacterias y los flagelados que habitan en el intestino puede estar en declive", explica Brune.

"En el siguiente paso queremos investigar en qué medida las tareas originales de los simbiontes endomicrobianos están siendo reemplazadas por otros simbiontes secundarios. Esto contribuirá a la comprensión general de cómo la naturaleza evita callejones sin salida en la evolución de las simbiosis. "