Los microbios presentan respuestas condicionadas como los perros de Pávlov

Tanto la bacteria E. coli como la levadura S. cerevisiae presentan respuestas condicionadas, cual perros de Pávlov, que les permiten prepararse anticipadamente a cambios en su entorno, como han mostrado Mitchell et al. en un artículo que se publica hoy en Nature. Las redes metabólicas y de transcripción génica de estos microorganismos se comportan cual redes de neuronas en seres vivos superiores, produciendo la emergencia de comportamientos complejos a partir de mecanismos sencillos. La bacteria intestinal Escherichia coli en el tracto digestivo superior, ambiente rico en lactosa pero pobre en maltosa, activa la transcripción de genes que le ayudan a responder a ambientes ricos en maltosa. El intestino (tracto digestivo inferior) es un ambiente rico en maltosa y pobre en lactosa. Los experimentos de Mitchell et al. evidencia que esta respuesta condicionada reduce el coste de la activación de estos genes en un ambiente pobre en lactosa. La bacteria se anticipa a los futuros cambios en su entorno. La levadura de la cerveza, Saccharomyces cerevisiae, presenta también respuestas condicionadas durante el proceso de la fermentación, ante cambios en la temperatura y en el nivel de etanol del entorno. Sorprendentes resultados según Tim F. Cooper, “Evolutionary biology: Microbes exploit groundhog day,” News and Views, Nature 460: 181, 9 July 2009, que nos comenta el artículo técnico Amir Mitchell et al. “Adaptive prediction of environmental changes by microorganisms,” Nature 460: 220-224, 9 July 2009.

¿Por  qué estos microorganismos (y quizás muchos otros) presentan respuestas condicionadas genéticas para adaptarse a ambientes cambiantes? ¿Qué fuerzas ecológicas han seleccionado evolutivamente este tipo de habilidades? Por ahora nadie lo sabe. Lo que está claro es que las redes de regulación génica que conectan los estímulos desde el entorno con las respuestas de los microorganismos, tanto procariotas (E. coli) como eucariotas (S. cerevisiae)  no solo son muy complejas sino que les permiten adaptarse rápidamente a cambios del entorno.