Europa Medio Ambiente Suelos

La adaptación tardía favorece la convivencia


Las bacterias del suelo deben poder adaptarse a diferentes condiciones ambientales. – Pero un nuevo estudio realizado por investigadores de la LMU indica que la rápida adaptación puede ser contraproducente, mientras que el ajuste retrasado facilita la coexistencia de diferentes especies.


por la Universidad Ludwig Maximilian de Munich


Un solo gramo de suelo puede contener hasta 10,000 especies diferentes de bacterias. Una cuestión central en ecología es cómo un grado tan extraordinario de biodiversidad puede mantenerse dentro de poblaciones que consisten en especies con niveles de aptitud física muy variables. Cuando las mezclas de bacterias del suelo se cultivan en condiciones definidas en el laboratorio, la cepa o las especies con la tasa de crecimiento más alta eventualmente dominarán a la población y todas las demás morirán. El profesor Erwin Frey, físico de LMU, y su colega, la Dra. Marianne Bauer, han preguntado por qué esto no ocurre en condiciones naturales en el suelo. Los resultados de su estudio, que aparece en la revista Physical Review Letters., muestran que la adaptación tardía a los cambios en los parámetros ecológicos puede llevar a la coexistencia estable de diversas especies.

El suelo es un hábitat extremadamente complejo, no solo biológicamente, sino también desde un punto de vista estructural: se caracteriza por sistemas laberínticos de poros interconectados. Dependiendo de su contenido de agua., esta red de poros permite la distribución de nutrientes y permite que las bacterias entren en contacto con las poblaciones vecinas. «Nos interesaba saber si la variabilidad espacial característica de este hábitat tiene un impacto en la estabilidad de las poblaciones bacterianas», dice Marianne Bauer. Para encontrar la respuesta, Bauer y Frey consideraron un sistema simple formado por dos especies móviles que difieren en ciertos rasgos, y usaron simulaciones matemáticas para modelar cambios en la composición de la población en respuesta a las fluctuaciones en la composición del entorno. En su modelo, una de las especies sintetiza y secreta continuamente una sustancia difusora que promueve el crecimiento, lo que tiene un efecto beneficioso en toda la población. Sin embargo, debido a que la biogénesis del compuesto implica un costo de energía, La tasa de crecimiento de las células productoras es más baja que la de las otras especies. Bajo condiciones de laboratorio, tal combinación de rasgos causaría que las especies de crecimiento lento fueran superadas y llevadas a la extinción.

Sin embargo, el modelo incorpora otra característica: los autores asumen que los miembros de ambas especies no pueden responder rápidamente a las fluctuaciones repentinas de las condiciones ambientales . Por lo tanto, continúan creciendo al mismo ritmo que antes durante algún tiempo después de ingresar en una zona en la que el valor de pH o el suministro de nutrientes difiere de lo que prevalecía en su nicho anterior. Las simulaciones basadas en este modelo indican que el retraso en la adaptación a condiciones nuevas tiene un efecto positivo en la población en general y, de hecho, permite la coexistencia a largo plazo de las dos especies. A medida que las tasas de crecimiento de ambas especies dependen de la disponibilidad del factor de crecimiento, un sub local de la población que contiene muchas de las células productoras de crecimiento lento crecerán a una velocidad mayor que una en la que hay muchos menos productores y, en consecuencia, niveles más bajos del factor de crecimiento. «Y debido a que los poros en el sistema del suelo permiten el intercambio entre poblaciones, los miembros de especies con tasas de crecimiento muy diferentes pueden ocurrir juntos dentro del mismo poro, lo que permite que ambos sobrevivan indefinidamente», explica Bauer. «Esto funciona para un amplio espectro de sistemas de poros y para diferencias sorprendentemente grandes en las tasas de crecimiento entre las dos especies».

Según los autores, el hecho de que la coexistencia estable de las dos especies sea ​​posible en una amplia gama de espacios de parámetros sugiere que el ajuste tardío a los cambios en las condiciones de vida juega un papel importante en el mantenimiento de la biodiversidad. «Esto implica que los experimentos que tienen en cuenta la estructura espacial de los nichos ecológicos ofrecen un enfoque prometedor para la exploración de la biodiversidad en sistemas realistas», dice Frey.


Más información: Marianne Bauer et al. Los retrasos en el ajuste de la condición física pueden llevar a la coexistencia de especies que interactúan jerárquicamente, Physical Review Letters(2018). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.121.268101Información de la revista: Physical Review LettersProporcionado por la Universidad Ludwig Maximilian de Munich


Leer más


Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.