Cuando los amigos son una carga: las bacterias mutualistas sobreviven rompiendo la cooperación

Investigadores del laboratorio del Dr. Couce en el CBGP (UPM-INIA/CSIC) han demostrado que las comunidades bacterianas mutualistas pueden volver a la autonomía para escapar del estrés ambiental, mediante una reprogramación metabólica que depende tanto de la cepa bacteriana como del tipo de estrés. El estudio, liderado por el Dr. Melero.

Un estudio liderado desde el CBGP y recién publicado en Nature Communications revela que, ante situaciones de estrés extremo, romper los lazos de cooperación puede ser una estrategia efectiva para que las comunidades bacterianas aseguren su supervivencia. El trabajo ha sido encabezado por el Dr. Melero-Jiménez, postdoctoral Margarita Salas en el laboratorio del Dr. Couce en el CBGP.

Los investigadores estudiaron cómo responden al estrés ambiental repentino y letal las comunidades microbianas que dependen unas de otras para sobrevivir, en particular, cepas bacterianas que intercambian aminoácidos esenciales entre sí. Aunque el fenómeno de rescate evolutivo -la adaptación rápida que evita la extinción- ha sido estudiado en organismos aislados, se sabía poco sobre cómo se produce en sistemas mutualistas estrechamente vinculados.

Los resultados fueron sorprendentes: más del 80 % de las poblaciones experimentales sobrevivieron a dos tipos muy diferentes de estrés letal. Pero en todos los casos, solo una de las cepas logró sobrevivir, evolucionando hacia la autosuficiencia y dejando de depender de su compañera para obtener aminoácidos. De hecho, las parejas mutualistas resultaron ser más vulnerables al estrés que las bacterias capaces de valerse por sí mismas desde el principio. Esto sugiere que los mutualismos, a pesar de sus beneficios, pueden esconder fragilidades cuando el entorno se vuelve hostil.

Además, el estudio muestra que las rutas hacia la autosuficiencia metabólica pueden estar moldeadas tanto por la naturaleza del estrés como por la fisiología particular de cada cepa. Estos hallazgos profundizan nuestra comprensión de cómo evolucionan -y colapsan- las relaciones cooperativas en la naturaleza, y tienen implicaciones prácticas para la biotecnología, donde los consorcios microbianos diseñados se utilizan cada vez más en la industria y en aplicaciones medioambientales.

Publicación Original: Melero-Jiménez, I.J., Sorokin, Y., Merlin, A., Li, J., Couce, A., Friedman, J. 2025. Mutualism breakdown underpins evolutionary rescue in an obligate cross-feeding bacterial consortium. 16, 3482. DOI: 10.1038/s41467-025-58742-1