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Ensayo de “Tracking Winners and Losers in E. coli Evolution Experiments, de  Lindsey N. Wolf y Jeffrey E. Barrick, vol 7, No. 3, 2012”

Georgina Corona Rodriguez

Un vistazo en la evolución permite conocer las características  graduales adquiridas (positivas o negativas) de un ancestro común. Pero ¿Cómo conocer estos cambios si la evolución es un proceso lento y al azar?, las bacterias se reproducen rápidamente observando cientos o miles de generaciones en poco tiempo  tomando ventaja de esto para conocer esos cambios evolutivos.

Richard Lensky comenzó un experimento engañoso pero sencillo. A partir de  colonias de E. coli en una caja Petri, coloco 12 poblaciones en frascos llenos de glucosa, permitiendo que estas se multiplicaran hasta agotar la glucosa. Al día siguiente, traslado 1% de cada cultivo en una nueva serie de 12 frascos llenos con la misma solución de glucosa dejando crecer nuevamente hasta agotarse la glucosa. Lensky y sus colegas de universidad continuaron alimentando y congelando periódicamente muestras de E. coli durante 20 años, permitiendo tener más de 50 000 generaciones de la historia de las bacterias acumuladas. Pero ¿Qué sucedió en estos frascos?, cada uno comenzó con una población uniforme de E. coli pero los errores de copia genómica y daño del ADN llevaron a mutaciones en algunas crías. Estos cambios podrían ser letales, perjudiciales pero no letales, no tener ningún efecto sobre la función de la célula, o mejorar la capacidad  de un mutante para competir por la glucosa. Millones de bacterias  y diversas ramas de descendientes probaron diferentes caminos de mutación en un frasco. Subpoblaciones y sus descendientes aumentaron y disminuyeron en frecuencia a medida que cada uno al azar mutaba, hasta que uno se pone lo suficientemente lejos en el carrera por la glucosa para conducir a los demás a la extinción comenzando la diversificación de nuevo. ¿Cuántas mutaciones  se acumulan en más de 50  000 generaciones? La tasa de cambio era sorprendentemente lento: 20 mutaciones por cada 10 000 generaciones. Estas mutaciones son sustituciones de bases,  elementos móviles de ADN, inserción de copias en nuevos lugares en el genoma y otros reordenamientos cromosómicos. La mayoría de las mutaciones acumuladas parecen ser beneficiosas. Los mismos genes tienden a ser "golpeados" por mutaciones en más de una población, lo que sugiere una fuerte presión selectiva para alterar este conjunto particular de genes. 

El potencial que tiene una subpoblación (ganadora)  de evolucionar   frente a otra subpoblación (perdedoras) se debe, quizá, a que las subpoblaciones ganadoras debieron  haber adquirido nuevas mutaciones con grandes beneficios físicos que les permitían saltar a las subpoblaciones competitivas.

La velocidad de reproducción entre los microorganismos como las bacterias es muy rápido, puede utilizarse para hacer experimentos de este tipo, podemos reafirmar que la selección natural es un mecanismo azaroso, no sabremos lo que pasará, pero entendemos cómo pasa.