Un mundo salvaje que no está al alcance de nuestra mirada

Al pensar en “vida salvaje” lo primero que suele venirnos a la cabeza son leones y ñus en la sabana africana, las densas selvas amazónicas o los arrecifes de coral llenos de coloridos peces y tiburones. Tenemos tendencia a pensar siempre en el mundo macroscópico, consecuencia de nuestros limitados sentidos, aunque gracias a la ciencia cada vez son más las personas que empiezan a ampliar el concepto de “vida salvaje”.

Mi objetivo es presentaros un mundo salvaje e invisible a simple vista, pero incluso más dinámico y sorprendente que el que nos presentan en los documentales tradicionales.

Para hacerlo más visual imaginemos la típica sabana africana simplificándola lo máximo posible.

Ol Doinyo Lengai eruption 1966 From U.S. Geological Survey | “Photograph by Gordon Davies, courtesy of Celia Nyamweru, St. Lawrence University, Canton, New York.”

Como productores tenemos gramíneas perennes, pequeños grupos de árboles y arbustos que mediante fotosíntesis oxigénica fijan toda la materia orgánica que va a pasar a los distintos niveles tróficos del ecosistema. De estas plantas se alimentarán los ñus, cebras, y demás herbívoros, que forman el grupo de los consumidores primarios. Estos herbívoros son a su vez el alimento de los consumidores secundarios formado por pequeños carnívoros. Por último tenemos a los super-carnivoros o consumidores terciarios, como el león, que pueden alimentarse tanto de los consumidores primarios como de otros carnívoros.

Es un boceto extremadamente simple de los niveles tróficos, olvidando a los descomponedores, parte fundamental de este juego y un sin fín de detalles, pero es suficiente para tener una imagen mental del lugar. Un ecosistema donde la presión ha hecho que los distintos actores tomen caminos evolutivos que a día de hoy son para nosotros de lo más normales. La planta en el papel de productor, inmovil y por regla general no demasiado grande, los consumidores primarios, mamíferos herbívoros que pastan tranquilamente un alimento que no puede escapar. De vez en cuando ven interrumpida su tranquilidad por los carnívoros, fieros animales que han desarrollado estrategias de caza muy efectiva.

Si pensamos en bacterias, probablemente nos vengan a la mente imágenes de cultivos en laboratorio o nombres de enfermedades, pero rara vez escucharemos que forman ecosistemas propios, o que llevan vidas de cacería activa, pese a lo que se podría pensar si que pueden llegar a ser cazadores activos y formar complejos ecosistemas. Es hora de quitarnos de la cabeza la idea de bacterias, como pegotes inmóviles en placas de Petri.

De forma paralela al ejemplo de la sabana, este nuevo escenario nos sitúa en la zona anóxica de un lago meromíctico.

Organización en un lago meromíctico | imagen Universidad de Copenhague

En el cual habitan grandes poblaciones de bacterias púrpura del azufre, en concreto Chromatium. La zona debe ser lo suficientemente profunda para que las concentraciones de oxígeno sean casi inexistentes, pero a una altura que permita la llegada de luz suficiente para realizar fotosíntesis anoxigénica.

Las bacterias púrpuras son organismos bastante grandes con un tamaño de ~1 µm de ancho y casi 5 µm de longitud. Son además Gram negativas anaerobias, su papel en este ecosistema es el de productores.

Donde hay grandes concentraciones de productores siempre hay consumidores primarios. Así alimentándose de las enormes bacterias púrpuras tenemos bastantes organismos, pero vamos a centrarnos en dos de ellos: Vampirococcus y Daptobacter.

Comparándolo con el primer ejemplo, estos organismos vendrían a ser los herbívoros del ecosistema, tranquilas bacterias que pastan las aguas llenas de Chromatium, sin embargo la cosa cambia si os digo que el aspecto de Vampirococcus es el de una pelotita de 0’6 µm, tamaño ridículo si lo comparamos con el de su presa, la bacteria púrpura.

La gran diferencia de tamaño entre ambos no es un problema, Vampirococcus se sitúa en las zonas bajas del hábitat de Chromatium, donde se concentran las bacterias más viejas y débiles, las cuales tienen dificultades para acceder a los espacios mejor iluminados. Allí son presa fácil de Vampirococcus el cual tras adherirse a Chromatium usa puentes citoplasmáticos que succionan lentamente el contenido de su presa. A la vez que se alimenta comienza a dividirse y no deja de hacerlo hasta que deja a su presa prácticamente hueca. esto es importante ya que Vampirococcus es incapaz de dividirse si no está alimentándose de una presa viva.

Caricatura de Vampirococcus | Imagen Raven

Otro de los consumidores primarios es Daptobacter, la bacteria roedora, una bacteria Gram negativa capaz de vivir tanto en presencia como en ausencia de oxígeno. Su tamaño es de 0’5 µm de diámetro y 1’5 µm de largo, posee un único flagelo polar que le capacita para cazar presas de forma más activa. Su mecanismo de caza consiste en lanzarse contra las bacterias púrpuras atravesando tanto membrana como pared celular, este proceso pueden realizarlo en grupos, así las enormes bacterias purpuras terminan atravesadas por numerosos Daptobacterium que se alimentan de ellas mientras se dividen, aunque a diferencia de Vampirococcus, Daptobacter no necesita de la presencia de presas para su reproducción.

Caricatura de Daptobacter | imagen Raven

Hasta el momento hemos visto que nuestro equivalente microbiano para pastos, y arbustos, son enormes bacterias que nadan continuamente buscando las mejores zonas de luz. También lo que en nuestro mundo serian herbívoros que pastan sin tener que esforzarse demasiado por conseguir alimento, en el micromundo son cazadores activos, siendo Vampirococcus más parecido a las hienas que a los ñus y Daptobacter más parecido a las leonas que las cebras.

Caricatura de Bdellovibrio | imagen Raven

En el papel de consumidor secundario tenemos a Bdellovibrio Bacteriovorus.

B. Bacteriovorus es una bacteria Gram negativa aerobia, de pequeño tamaño con 0’35 µm de ancho y 1’2 µm de largo. Gran parte de su longitud se debe a su increíble flagelo el cual le permite desempeñar su papel de gran carnívoro.

Es capaz de moverse a una velocidad de 100 veces su longitud por segundo mientras gira sobre si misma a 200 rpm lo que la convierte en un auténtico torpedo, el equivalente humano sería nadar a 650 km/h. Además cuenta con un sistema de quimiotaxis que la lleva a zonas con altas concentraciones de bacterias Gram negativa heterótrofas, las cuales constituyen su alimento.

Una vez encontrado un rastro, lo sigue hasta su objetivo, golpeándolo a altísima velocidad y desplazándolo debido al impacto. En ese momento, Bdellovibrio analiza a su presa, si no se trata de una bacteria Gram negativa se suelta y continua su búsqueda, pero si es una Gram negativa, empieza el ritual.

Primero secreta una serie de enzimas que le permiten atravesar la pared pero no la membrana citoplasmática, a diferencia de Daptobacter, Bdellovibrio no atraviesa por completo a su presa sino que se queda entre pared y membrana. Tras entrar tapa el agujero por el que se ha colado evitando así que la presa colapse, además este “tapón” disuade a otros Bdellovibrios de atacar a esa bacteria. Una vez dentro comienza a alimentarse y a alargarse, hasta consumir su presa por completo, en ese momento fragmenta su largo cuerpo en hasta 7 nuevos bacterias que tras sintetizar el flagelo saldrán de caza de nuevo.

Ciclo de vida de Bdellovibrio | Vía: Nature Reviews

Estas bacterias no son sólo increíbles, además son indispensables para la estabilidad en las aguas, ya que aunque rotíferos, prozoos y nematodos también se alimentan de bacterias fotosintéticas, no son suficientes para controlar las poblaciones de bacterias fotosintéticas, convirtiéndose las mismas en un problema para el resto de seres vivos del ecosistema. Así que la próxima vez que penséis en un mundo salvaje, acordaos que no sólo existen, leones, selvas y tiburones.

Comparación: Vampirococcus y Daptobacter atacando a bacterias fototrofas. Bdellovibrio atacando a una Gram negativa heterotrofa. | Dibujo realizado por Christie Lyons. Y modificado por @Raven_neo

Este post participa en el II Carnaval de Biología, cuyo blog anfitrión es “La Muerte de un Ácaro” de @SergioEFE

Fuentes y más información:
Guerrero R, Pedros-Alio C, Esteve I, Mas J, Chase D, & Margulis L. (1986) Predatory prokaryotes: predation and primary consumption evolved in bacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2138-42. PMID: 11542073

16 Comentarios

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MarlonGSMarlonGS

Me ha gustado mucho la exposicion que has hecho, casi como un documental de David Attenborough :-) fijandote en los detalles mas increibles.

el Pakozoico

¡M e ha encantado! ¡Y lo mucho que me he podido reir con las caricaturas! Me ha recordado a mis días de estudiante, porque mis apuntes de “Ecología y Evolución Microbiana” estaban llenos de caricaturas de bacterias! XDDD
Genial, como siempre!
Un abrazo!

Cepro

Muy buen post de inauguración, enhorabuena. Desde aquí animo a la gente a participar en el II Carnaval de Biología. Aun tenéis una semana ^_^

AlphaDx

Y pese aque las imágenes podían ser simplonas, dieron la gota de humor para poder hacer mas amena la lectura de esta interesante puesta.

Me gustaron mucho las imágenes… me reí un montón (mogollón).

TurolenseTurolense

A mí más que “ñus” me vienen “ñúes” a la cabeza. O “ñuses”. Ah, cuánto echamos de menos a Faemino y Cansado…

AmaraAmara

Por algo mi asignatura favorita fue la micro… Me ha encantado Raven! :-)
Me has recordado el ciclo de vida de Bdellovibrio y según me dijeron entonces, el número de células hijas era bastante más variable. Si no recuerdo mal, invadiendo a un Spirillum podían formarse hasta 30!

Son increíbles las estrategias de alimentación y reproducción que han llegado a adquirir unos bichejos con más de 3000 millones de años!

Saludos

sedecsedec

Apasionante, es lo que me ha parecido esta explicación de biología para todos los públicos. Ya vemos que el mundo salvaje ocurre también, dentro de nosotros mismos. Y no sólo en la mente…!!!
Muy bueno, gracias.

OrlandoOrlando

Genial. Siempre había tenido en la cabeza la imagen de un microorganismo grande que se come al chico, como los peces. Esta forma de nutrirse, curiosamente, me recuerda más al concepto que tenemos del ataque de un virus. Cuanto más se investiga los límites de lo que está vivo y lo que no, más difusa parece la línea que los separa.

Demócrito de AbderaDemócrito de Abdera

Me ha encantado esta entrada, Raven, me ha parecido genial y me ha hecho replantearme mi concepto de “vida salvaje”, gracias 😉

ramiroaznar

Me ha encantado.

Otro ecosistema salvaje que me cautivó fue el compuesto por dos ácaros que vivían en lo pelos de una pequeña planta carnívora, mientras que uno se encontraba en el ápice el otro se encontraba en la parte basal alimentándose de los restos.

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