La supervivencia del más débil o cómo las bacterias juegan a piedra-papel-tijera

En PNAS se acaba de publicar un interesante trabajo acerca de cómo un comportamiento altruista puede equilibrar poblaciones no necesariamente humanas. El altruismo es un comportamiento (se insiste en que no es exclusivamente humano) en el que un miembro de una población o una subpoblación de esta poseen un tipo de comportamiento en cierto modo perjudicial para ellos pero que, a la larga, redunda en una mejor supervivencia de la población en general.

En este estudio se ha trabajado con tres líneas celulares de E. coli: el primero de ellos produce colicina, una proteína tóxica para los demás tipos. Las células que producen colicina lo hacen gracias a un gen que se encuentra en un plásmido; el segundo tipo celular no posee ese gen y es sensible a la colicina, pero, sin embargo, pueden experimentar mutaciones que las hacen resistentes a la proteína. Esta resistencia se debe a ciertos componentes de membrana que también están implicados en la adquisición de nutrientes, por lo que la resistencia a las colicinas tiene un coste extra que se traduce en una disminución de la tasa de crecimiento, haciendo que este segundo tipo celular tenga una desventaja frente el tercer tipo, el salvaje.

Este tipo de comunidad es lo que se denomina comunidad intransitiva: la cepa resistente supera a la productora de colicina, y esta elimina a la cepa sensible, a la vez que esta última también supera a la resistente. En definitiva, tenemos un tipo productor, otro sensible y un tercero resistente.

Lo que ha hecho este trabajo ha sido demostrar que existe una competencia intransitiva tanto in vivo como in vitro en este sistema de E. coli. En palabras de los autores, imaginemos una piedra que desplaza a la tijera (como en el juego), de modo que el incremento de “piedras” provoca la disminución de las “tijeras“. De ese modo, las víctimas de las “tijeras“, los “papeles” se encuentran libres para desplazar a las “rocas” e, irónicamente (siempre en palabras de los autores) las poderosas “rocas” decrecen debido a la expansión las víctimas de sus víctimas, las “tijeras“. La supervivencia del débil: la mejora en la supervivencia de un competidor no concluye con la desaparición del otro, sino todo lo contrario.

En sus cultivos, observaron que ningún tipo celular presentaba una supremacía sobre los demás, de manera que los ecosistemas creados tendían a estabilizarse manteniendo los tres tipos. Incluso, tras los experimentos, cada tipo celular era cultivado aislado de los otros dos, y sus crecimientos eran más rápidos que en conjunto: de alguna manera, un crecimiento más controlado, más lento, podía mantener este equilibrio intransitivo entre los tres tipos celulares, algo que ya predecían trabajos anteriores sobre el mismo asunto (por ejemplo, aquí).

Según los autores del trabajo, una moderación de este tipo en el uso de recursos es un tipo de altruismo, un comportamiento de autosacrificio y prosocial, que se traduce en retrasar el crecimiento por el bien de la comunidad. Dicho de otro modo, un comportamiento costoso para unos, beneficia a otros pero, paradójicamente, por un puro interés egoísta en ello.

Lo que ocurre en sistemas más complejos quizá pueda ser explicado de otra manera, quizá con el famoso “piedra, papel, tijera, lagarto, Spock” o, mejor aún, con el complicadísimo “Piedra, papel, tijera, pistola, rayo, dragón, agua, aire, esponja, lobo, árbol, humano, serpiente, fuego, diablo” que nos contaban en Microsiervos.

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Más información:

• Evolution of restraint in a structured rock–paper–scissors community.
• How Rock-Paper-Scissors Could Shape Bacterial Evolution.

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