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Descifrando las conversaciones más pequeñas del mundo

Tiempo de lectura: 4 minutos

“Escucha aún a los pequeños, porque nada es depreciable en ellos” Seneca (2 AC – 65 DC).

Hasta hace pocos años ignorábamos que las bacterias eran capaces de comunicarse entre sí con un lenguaje propio. Ya hemos comenzado a decodificar el idioma que utilizan y la relevancia de ello podría suponer una revolución que mejoraría sustancialmente nuestras vidas.

Sabemos que los animales son capaces de detectar la presencia de depredadores o presas mediante el olor, el oído u otras señales químicas. Ello les permite coordinar y combinar esfuerzos para hacer frente a la amenaza (huir) o a la oportunidad (cazar) en manada, tal como vemos en los documentales filmados en la sabana africana.

Al mantener aisladas a las bacterias en placas de Petri en un laboratorio, no fuimos capaces de observar cómo se relacionan las unas con las otras en sus microambientes naturales. Esto cambió en 1994 cuando la evidencia acumulada permitió a microbiólogos de la Universidad de Cornell (EE.UU.) describir un fenómeno conocido como quorum sensing o percepción de quórum. Es el mecanismo que usa, por ejemplo, la bacteria bioluminiscente Vibrio fischeri para “encenderse” solamente cuando hay un inmenso número de ellas adentro del cuerpo de los calamares que coloniza. Una vez adentro del animal, se van llamando unas a otras, van agrupándose en una gran colonia y solamente cuando son muchas, se encienden todas juntas y permiten que el molusco despliegue un espectáculo de luces.

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Algunos calamares (izuierda) son biolumiscentes (centro) gracias a la presencia de la bacteria Vibrio fischeri (derecha) en sus tejidos.

Desde entonces se ha descubierto que el sistema de comunicación para el ¡Acérquense! y la orden ¡Enciéndanse! que usa Vibrio está ampliamente distribuido entre las bacterias. Por ejemplo, lo usan Pseudomonas o Salmonella para infectar tejidos humanos o para colonizar materiales quirúrgicos; ya pueden imaginar la relevancia médica de “escuchar” y entender esos llamados microbianos.

En moluscos, humanos, materiales quirurgicos… y también plantas

Los tejidos vegetales también son colonizados por bacterias. Tanto las bacterias dañinas como benéficas que habitan sobre y adentro de las plantas hacen uso de la percepción de quórum para desarrollarse y ejercer su efecto “en manada”.

Hay un grupo de bacterias que colonizan y habitan en los tejidos internos vegetales, desde donde promueven el crecimiento y el desarrollo de la planta, son las bacterias endófitas. Ellas han despertado un interés tremendo en la actualidad debido a que podrían utilizarse, entre otras cosas, para la formulación de biofertilizantes, un requisito indispensable para una agricultura más amigable con el medio ambiente.

(En el artículo Bacterias endófitas: las inquilinas ocultas de las plantas podrán leer más detalles al respecto. Además, una reseña sobre el trabajo que hemos realizado en el IVIC la podrán leer en Algunas bacterias conviven con las plantas y las ayudan a crecer. Y si quieren conocer un ejemplo de como estas bacterias podrian contribuir a la cura de la malaria lean Desde bacterias endofitas hasta la malaria).

Piensen por un momento que ustedes son una bacteria endófita. Están llevando una vida solitaria y aburrida en el suelo cuando de pronto huelen que, por fin, se aproxima una raíz. Se desplazan rápidamente hasta ella y haciendo uso de sus herramientas naturales penetran la cutícula y se dirigen hacia lo más profundo del tejido vegetal, sería un viaje peligroso y lleno de obstáculos. No piensen que estarían tranquilos una vez hayan llegado a su nuevo hogar, no. Ahora tienen tres tareas: 1, avisarle al resto de la familia que hay casa nueva; 2, evitar que entren microorganismos nocivos para la planta, vuestro hogar y 3, mantener saludable a su nuevo “hogar”.

Lanzarán entonces señales químicas que detectarían y harían espabilar a las de su misma especie para que se les unan (comunicación intraespecies) y trabajarán mancomunadamente con otras bacterias endófitas distintas (comunicación interespecies) para, por ejemplo, evitar la entrada de patógenos (bacterias u hongos que enfermarían a la planta) mediante la producción de antibióticos. Paralelamente, fabricarán alimentos para la planta y harán que ella se desarrolle sana y fuerte; ¡así ustedes estarán más a gusto!

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Algunas micrografias que hay internet que muestran a bacterias endofitas en los tejidos internos de las plantas. Al final de esta entrada estan las fuentes de estas fotos.

Ahora en el ICGEB hemos emprendido una ambiciosa búsqueda: queremos encontrar pistas de las conversaciones que tienen algunas bacterias endófitas para cuidar su hogar, plantas de arroz en este caso. Queremos “escuchar” y decodificar los mensajes que se lanzan entre especies distintas, queremos saber cómo se ponen de acuerdo para unir esfuerzos en contra de los invasores. Debemos actuar como auténticos criptógrafos.

Un profundo entendimiento de las funciones de las bacterias endófitas y de sus mecanismos para una colonización exitosa en la planta permitiría utilizarlas, por ejemplo, para enriquecer la población bacteriana natural con los miembros más benéficos, incrementando así la resistencia del de arroz frente a los intrusos y promocionando la salud de los cultivos. Y es que al escuchar y descifrar las conversaciones más pequeñas del planeta, entendemos por qué nada es despreciable en ellas. Nada.

Vean el siguiente video para entender y disfrutar más de este tema.

1. La imagen de la portada de esta entrada es una micrografía de una sección de la raíz de una lechuga donde se observan bacterias endófitas en rojo y verede-anaranjado (me encanta).

2. A continuacion los enlaces de las micrografias:

http://www.uhasselt.be/UH/CMK-en/CMK-eng-Research/Research-groups/Environmental-Biology.html

http://www.joelkostka.net/research/plant_microbiomes/plant_microbiomes.html

http://www.mdpi.com/2073-4395/3/4/648/htm

https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/File:Endophytes_mays.gif

http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fmicb.2014.00148/full

http://aem.asm.org/content/71/11/7271/F2.expansion.html
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