Un estudio revisado por pares y publicado en Nature Microbiology concluyó que los microbios pueden detectar a otros microorganismos a su alrededor y modificar su comportamiento para reducir la competencia, una dinámica que, según sus autores, abre nuevas posibilidades para diseñar comunidades microbianas con aplicaciones en probióticos, biotecnología y agricultura sostenible.
La investigación fue dirigida por la Dra. Sarah Moraïs en la Universidad Ben-Gurión del Néguev, bajo la supervisión del profesor Itzhak Mizrahi, del Departamento de Ciencias de la Vida. El trabajo cuestiona la idea dominante de que los organismos “compiten todo el tiempo por los recursos, y los que están mejor adaptados sobrevivirán”, dijo Mizrahi en una videollamada. “Pero lo que descubrimos es que de algún modo tienen la capacidad de percibirse entre sí y de percibir lo que están haciendo otros microbios”, añadió. “Entonces dejan de hacer lo que es muy similar y empiezan a hacer otra cosa”.
Para llegar a esas conclusiones, los investigadores construyeron comunidades controladas con microorganismos del rumen, el compartimento más grande del estómago de las vacas. Primero analizaron por separado a cada especie bacteriana para establecer una línea de base de su comportamiento y de su producción de proteínas. Después combinaron dos especies y observaron cómo cedían o competían al compartir espacio, hasta avanzar a comunidades de cuatro integrantes con capas sucesivas de complejidad social.
El equipo empleó metabolómica para rastrear desechos químicos, además de análisis de big data y microscopía de alto rendimiento para seguir la actividad bacteriana. “Con solo usar pares o tres, cuatro o incluso cinco microbios, podemos ver qué tipo de decisión tomará un microbio en función del entorno”, dijo Mizrahi.
Según los resultados, los microorganismos muestran un “escape de la competencia”, en palabras del investigador. Para explicarlo, recurrió a una comparación cotidiana: “Cuando ves a alguien comiendo una hamburguesa, elegirás comer una pizza, para no competir por los recursos”.
El estudio también encontró que los microbios vecinos influyen más en la producción de proteínas de una bacteria que la propia fuente de alimento. “Un microbio no está definido solo por su genoma, que representa su potencial, sino también por su comunidad”, dijo Moraïs en un comunicado. “La misma bacteria puede comportarse de manera muy diferente según quién la rodee”.
Mizrahi y su laboratorio trabajan, entre otros objetivos, en reducir el metano que producen las vacas. Más del 20% de las emisiones globales de metano proceden del ganado criado para consumo humano, y una parte importante de ese gas es generada por microbios del estómago del animal y luego liberada a la atmósfera a través de los eructos. A partir de una mejor comprensión de las interacciones microbianas, los científicos podrían modificar los microbios del rumen para que emitan menos metano y contribuyan a una mayor producción de leche.
“En este estudio en particular, nos preguntamos: ‘¿Cómo pueden coexistir las comunidades microbianas y qué es lo que las hace funcionar?’”, dijo Mizrahi.
Los microbios conviven en ecosistemas muy diversos, entre ellos las aguas oceánicas, el suelo, el intestino humano y el rumen. Para David Zeevi, investigador del Instituto Weizmann de Ciencias que no participó en el trabajo, el alcance del hallazgo excede el caso del ganado.
“Los microbios dirigen silenciosamente el mundo: producen oxígeno, reciclan nutrientes, descomponen la materia orgánica muerta y mucho más”, afirmó. A su juicio, el estudio muestra que cada especie “esencialmente interpreta su entorno ‘social’ y modifica su metabolismo para evitar duplicar lo que sus vecinas ya están haciendo. Más que eso, también definirá cómo se comportará la comunidad en su conjunto”.
Para Mizrahi, esa lógica no se limita a un ecosistema específico. “Ahora entendemos que la presencia de tus contrapartes definirá lo que elegirás hacer”, dijo. “Esta es una especie de verdad emergente que puede aplicarse a cualquier lugar donde haya comunidades microbianas”.
