Independientemente de la definición de especie que se utilice, la cantidad de especies bacterianas supera considerablemente a la de cualquier otro grupo de organismos. En este artículo, el autor explora algunos de los mecanismos que originan la diversidad bacteriana usando hipótesis ecológicas clásicas y la poca información experimental que existía hasta ese momento. Aunque este artículo es un clásico con varios años de ser publicado, considero que se presenta un marco teórico útil para interpretar la alta cantidad de información que nos proveen las técnicas meta-ómicas hoy en dia.
El autor comienza presentando algunas opciones para definir a las especies bacterianas. Aunque estos métodos podrían ser considerados obsoletos hoy en día, dejan patente la dificultad de la tarea. De todas formas, el concepto de especie en bacterias sigue sin ser un consenso y, en muchos casos, no queda claro si es relevante definirlas o no. De forma similar, delimitar el número de comunidades presenta serias dificultades igual que en macroorganismos. Un concepto particularmente difícil, es delimitar la escala de las comunidades. Aunque el autor no lo menciona explícitamente, queda patente que, dado el tamaño de las bacterias, puede haber una diversidad muy altas de especies y comunidades diferentes en áreas muy pequeñas donde la heterogeneidad ambiental a esas escalas es muy alta.
Finalmente, en el artículo se resalta implícitamente la estrecha relación entre la ecología y la evolución de los organismos. Como establecieron Pelletier y colaboradores, “Nada en evolución ni en ecología hace sentido si no es a la luz una de la otra” (1). En este sentido el autor presenta un par de ejemplos experimentales en los que se destacan, no sólo la partición de nicho como un mecanismo para el origen de nuevas especies, sino que al mismo tiempo, resaltan la importancia de las interacciones bióticas en la evolución de las especies bacterianas. Estas interacciones apenas comienzan a ser exploradas empíricamente ya que, hasta este momento, la mayoría de la información al respecto se basa en evidencias indirectas. Así, resulta muy importante estudiar experimentalmente estas interacciones puesto que su entendimiento permitirá un manejo más preciso de las comunidades microbianas ante situaciones de perturbación o en casos de aplicaciones biotecnológicas.
(1) F. Pelletier, D. Garant, and A. P. Hendry. 2009. Eco-evolutionary dynamics. PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS B.
Enrique Martínez Carranza: Me gustó mucho este artículo ya que la verdad nunca me habían pasado por la mente las ideas que plasman en el escrito. En realidad es muy interesante pensar que la tasa de especiación es mucho mayor que la tasa de extinción, hablando de bacterias, y que esto claramente puede dar lugar a la alta diversidad bacteriana que encontramos en cualquier ambiente. Además de esto, si se considera también la gran capacidad que poseen las bacterias de llevar a cabo la partición de nichos o adaptándose a pequeños cambios que ocurren dentro de un microecosistema, también se puede explicar la gran cantidad de especies bacterianas que existen. Me parece muy importante tener siempre en mente las diferentes definiciones de especie en bacterias, tanto la genética, la filogenética y la ecológica. Este trabajo, en donde sencillamente resume otros trabajos, explica muy claramente ejemplos de experimentos que pueden llevarse a cabo para profundizar en el estudio de la evolución bacteriana, analizando la diferenciación de nicho en el laboratorio (evolución experimental) y en la naturaleza.
Grisel Córdova Villalba Santa Rosalia revisited: why are there so many species of bacteria? Antonie Van Leeuwenhoek Los organismos eucariontes han sido el objeto clásico en los estudios de evolución y genética de poblaciones. Varias definiciones construidas en estas áreas se han hecho con base en la observación de éstos. Por ello cuando intentamos aplicar los conceptos generados en estas áreas a microorganismos como las bacterias, surgen algunos problemas, pues su estilo de vida presenta diferencias notables que hacen necesario el ajuste de ciertos conceptos para estas formas de vida. Uno de los primeros conceptos que es necesario redefinir en los microorganismos, específicamente en bacterias, es el de especie. Existen diferentes criterios para hacerlo, el criterio ecológico tomando en cuenta el nicho que ocupan, el criterio genético realizando dendogramas de un gen, el criterio de hibridización del genoma en el que una especie es diferente si el 30% o más de su genoma no hibridiza con el del organismo comparado. Sin embargo, dependiendo del criterio que se tome en cuenta, obtenemos resultados distintos al clasificar a las bacterias, por ejemplo, uno puede decir que dos organismos son de la misma especie tomando el criterio de hibridización pero si tomamos en cuenta el criterio ecológico decimos que son diferentes. Este tipo de conflictos puede llevarnos a un error en el cálculo de especies de bacterias que existen, menospreciando su gran diversidad. Además el número de especies bacterianas sólo puede ser estimado, pues sólo entre el 0.1 y el 1% de los organismos pueden ser crecidos en condiciones de laboratorio. Así que el autor propone algunas alternativas para resolver esta situación. La primer alternativa consiste en definir una especie bacteriana como aquellas cepas que tengan un 70% o más de relación y con 5 °C o menos de ΔTm, y a partir de ello estimar el número de especies bacterianas que existen en una comunidad. Para esto utilizan la cinética de reasociación del DNA, y de ésta se obtienen los siguientes datos: las bacterias de una comunidad se encuentran en frecuencias distintas, menos del 1% del total de individuos pertenecen a este grupo que es el más común, a partir de la gráfica de esta cinética se obtiene que en una pequeña muestra de suelo hay alrededor de 40,000 bacterias. También debe tomarse en cuenta un factor de corrección que indica cuantas bacterias raras hay por cada bacteria común. Para medir las diferencias entre comunidades se usa la hibridación DNA-DNA entre ambas comunidades, que mide composición de las especies y diversidad relativa. Estos datos nos sugieren que el número de bacterias ha sido subestimado y que hay muchas especies de bacterias. ¿Por qué hay tantas? Una respuesta puede ser que las nuevas especies de bacterias se forman más rápido de lo que se extinguen las especies anteriores. Además la cantidad de nichos que pueden colonizar las bacterias es muy grande, e incluso dentro de un ambiente homogéneo a nuestra vista, como un quimiostato, pueden crear al menos tres nichos distintos (particionarlo), y esto se debe a su gran variabilidad, que les permite especializarse en nichos distintos.
Independientemente de la definición de especie que se utilice, la cantidad de especies bacterianas supera considerablemente a la de cualquier otro grupo de organismos. En este artículo, el autor explora algunos de los mecanismos que originan la diversidad bacteriana usando hipótesis ecológicas clásicas y la poca información experimental que existía hasta ese momento. Aunque este artículo es un clásico con varios años de ser publicado, considero que se presenta un marco teórico útil para interpretar la alta cantidad de información que nos proveen las técnicas meta-ómicas hoy en dia.
ResponderBorrarEl autor comienza presentando algunas opciones para definir a las especies bacterianas. Aunque estos métodos podrían ser considerados obsoletos hoy en día, dejan patente la dificultad de la tarea. De todas formas, el concepto de especie en bacterias sigue sin ser un consenso y, en muchos casos, no queda claro si es relevante definirlas o no. De forma similar, delimitar el número de comunidades presenta serias dificultades igual que en macroorganismos. Un concepto particularmente difícil, es delimitar la escala de las comunidades. Aunque el autor no lo menciona explícitamente, queda patente que, dado el tamaño de las bacterias, puede haber una diversidad muy altas de especies y comunidades diferentes en áreas muy pequeñas donde la heterogeneidad ambiental a esas escalas es muy alta.
Finalmente, en el artículo se resalta implícitamente la estrecha relación entre la ecología y la evolución de los organismos. Como establecieron Pelletier y colaboradores, “Nada en evolución ni en ecología hace sentido si no es a la luz una de la otra” (1). En este sentido el autor presenta un par de ejemplos experimentales en los que se destacan, no sólo la partición de nicho como un mecanismo para el origen de nuevas especies, sino que al mismo tiempo, resaltan la importancia de las interacciones bióticas en la evolución de las especies bacterianas. Estas interacciones apenas comienzan a ser exploradas empíricamente ya que, hasta este momento, la mayoría de la información al respecto se basa en evidencias indirectas. Así, resulta muy importante estudiar experimentalmente estas interacciones puesto que su entendimiento permitirá un manejo más preciso de las comunidades microbianas ante situaciones de perturbación o en casos de aplicaciones biotecnológicas.
(1) F. Pelletier, D. Garant, and A. P. Hendry. 2009. Eco-evolutionary dynamics. PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS B.
Enrique Martínez Carranza: Me gustó mucho este artículo ya que la verdad nunca me habían pasado por la mente las ideas que plasman en el escrito. En realidad es muy interesante pensar que la tasa de especiación es mucho mayor que la tasa de extinción, hablando de bacterias, y que esto claramente puede dar lugar a la alta diversidad bacteriana que encontramos en cualquier ambiente. Además de esto, si se considera también la gran capacidad que poseen las bacterias de llevar a cabo la partición de nichos o adaptándose a pequeños cambios que ocurren dentro de un microecosistema, también se puede explicar la gran cantidad de especies bacterianas que existen. Me parece muy importante tener siempre en mente las diferentes definiciones de especie en bacterias, tanto la genética, la filogenética y la ecológica.
ResponderBorrarEste trabajo, en donde sencillamente resume otros trabajos, explica muy claramente ejemplos de experimentos que pueden llevarse a cabo para profundizar en el estudio de la evolución bacteriana, analizando la diferenciación de nicho en el laboratorio (evolución experimental) y en la naturaleza.
Grisel Córdova Villalba
ResponderBorrarSanta Rosalia revisited: why are there so many species of bacteria? Antonie Van Leeuwenhoek
Los organismos eucariontes han sido el objeto clásico en los estudios de evolución y genética de poblaciones. Varias definiciones construidas en estas áreas se han hecho con base en la observación de éstos. Por ello cuando intentamos aplicar los conceptos generados en estas áreas a microorganismos como las bacterias, surgen algunos problemas, pues su estilo de vida presenta diferencias notables que hacen necesario el ajuste de ciertos conceptos para estas formas de vida.
Uno de los primeros conceptos que es necesario redefinir en los microorganismos, específicamente en bacterias, es el de especie. Existen diferentes criterios para hacerlo, el criterio ecológico tomando en cuenta el nicho que ocupan, el criterio genético realizando dendogramas de un gen, el criterio de hibridización del genoma en el que una especie es diferente si el 30% o más de su genoma no hibridiza con el del organismo comparado. Sin embargo, dependiendo del criterio que se tome en cuenta, obtenemos resultados distintos al clasificar a las bacterias, por ejemplo, uno puede decir que dos organismos son de la misma especie tomando el criterio de hibridización pero si tomamos en cuenta el criterio ecológico decimos que son diferentes. Este tipo de conflictos puede llevarnos a un error en el cálculo de especies de bacterias que existen, menospreciando su gran diversidad. Además el número de especies bacterianas sólo puede ser estimado, pues sólo entre el 0.1 y el 1% de los organismos pueden ser crecidos en condiciones de laboratorio. Así que el autor propone algunas alternativas para resolver esta situación. La primer alternativa consiste en definir una especie bacteriana como aquellas cepas que tengan un 70% o más de relación y con 5 °C o menos de ΔTm, y a partir de ello estimar el número de especies bacterianas que existen en una comunidad. Para esto utilizan la cinética de reasociación del DNA, y de ésta se obtienen los siguientes datos: las bacterias de una comunidad se encuentran en frecuencias distintas, menos del 1% del total de individuos pertenecen a este grupo que es el más común, a partir de la gráfica de esta cinética se obtiene que en una pequeña muestra de suelo hay alrededor de 40,000 bacterias. También debe tomarse en cuenta un factor de corrección que indica cuantas bacterias raras hay por cada bacteria común.
Para medir las diferencias entre comunidades se usa la hibridación DNA-DNA entre ambas comunidades, que mide composición de las especies y diversidad relativa.
Estos datos nos sugieren que el número de bacterias ha sido subestimado y que hay muchas especies de bacterias. ¿Por qué hay tantas? Una respuesta puede ser que las nuevas especies de bacterias se forman más rápido de lo que se extinguen las especies anteriores. Además la cantidad de nichos que pueden colonizar las bacterias es muy grande, e incluso dentro de un ambiente homogéneo a nuestra vista, como un quimiostato, pueden crear al menos tres nichos distintos (particionarlo), y esto se debe a su gran variabilidad, que les permite especializarse en nichos distintos.