Las poblaciones de bacterias que cooperan tienen más probabilidades de sobrevivir en hábitats cambiantes, muestra una nueva investigación.

Dr. Mauro Mobilia, de la Universidad de Leeds, y el profesor Erwin Frey y Karl Wienand, de la Universidad Ludwig-Maximilians en Munich, tienen colonias de bacterias modeladas matemáticamente que compiten en un entorno con cantidades de recursos que fluctúan aleatoriamente.

Sus hallazgos, publicado en Cartas de revisión física , demostró que un entorno que cambia aleatoriamente puede crear igualdad de condiciones entre las bacterias egoístas y las bacterias que trabajan juntas.

Como otras comunidades biológicas, Los colectivos bacterianos participan en interacciones sociales que promueven su supervivencia. Por ejemplo, las bacterias cooperantes que producen y secretan compuestos que estimulan el crecimiento de colonias se encuentran en muchas poblaciones bacterianas a pesar de que utilizan una gran cantidad de su energía.

En un entorno estable, una cepa bacteriana que hace este sacrificio de energía a menudo se extingue porque no puede reproducirse al mismo ritmo que las bacterias que se "alimentan libremente". Usando modelos matemáticos, los investigadores pudieron simular entornos en los que varios tamaños de comunidades de bacterias cooperativas y de carga libre tenían que competir por niveles de recursos que cambiaban aleatoriamente.

El estudio mostró que un cambio aleatorio de la abundancia de recursos a la escasez reduce el tamaño de una comunidad bacteriana, dando a las bacterias cooperantes una oportunidad de luchar contra sus rivales que se alimentan libremente.

El coautor del estudio, el Dr. Mobilia, de la Escuela de Matemáticas de Leeds, dijo:"Generalmente, los entornos en los que se encuentran las bacterias cambian constantemente. Nuestros cuerpos, por ejemplo, con sus niveles siempre cambiantes de hormonas y nutrientes, proporcionan un entorno muy variable a varios microorganismos.

"El estudio mostró que un cambio aleatorio de la abundancia de recursos a la escasez reduce el tamaño de una comunidad bacteriana, dando a las bacterias que cooperan una oportunidad de luchar contra sus rivales gorrones ".

Primer autor Karl Wienand, un biofísico de LMU Munich, dijo:“Algunos de los comportamientos cooperativos de las bacterias pueden parecer contrarios a la conocida idea de 'supervivencia del más apto'. Las bacterias no tienen cerebros ni convenciones sociales para hacer cumplir la cooperación, pero al analizar los efectos combinados del medio ambiente y la población sobre la supervivencia de una cepa bacteriana, nuestros modelos muestran que un entorno variable permite a las bacterias superar el precio de la cooperación ".

Las bacterias generalmente se consideran organismos poco sofisticados, pero hay evidencia que muestra que las comunidades microbianas son sistemas complejos, con bacterias que tienen intrincadas relaciones con su entorno y entre ellas.

El Dr. Mobilia dijo:"Se necesita más trabajo de modelado, pero nuestro enfoque se puede utilizar para estudiar diferentes tipos de interacciones bacterianas y cooperación para desentrañar aún más la vida social de las bacterias".

"Una mejor comprensión de la forma en que las bacterias interactúan con su entorno podría incluso tener un impacto sobre la mejor forma de cultivar cepas de bacterias y cómo tratar las infecciones bacterianas".