La distinción entre un estilo de vida unicelular y una multicelularidad no es absoluta. Por ejemplo, entre los eucariotas, el término “moho de lodo” se refiere a una variedad de especies que pueden vivir libremente como células individuales, pero bajo ciertas condiciones se agregan juntas para formar estructuras reproductivas multicelulares.
Molde de limo – Wikipedia
¿Cuál sería la distinción entre una colonia de organismos unicelulares que simplemente viven juntos, versus un organismo multicelular? Se pueden invocar varios criterios para hacer esta distinción: (1) Las diversas células de un organismo multicelular muestran la división del trabajo; (2) las células de un organismo multicelular reúnen recursos para disfrutar de una ventaja selectiva sobre las células que viven solas; (3) los organismos multicelulares necesitan algún medio para enfrentar el desafío de los “cánceres”, subcolonías de células que no regulan su crecimiento dentro del programa normal de desarrollo, lo que al final interrumpe la asociación cooperativa multicelular.
Organismo multicelular – Wikipedia
Uno de los principales cambios en el paradigma que surgió durante el último tercio del siglo pasado fue la constatación de que las bacterias son organismos sociales. La opinión generalizada de que las bacterias son organismos solitarios, que prevaleció durante la mayor parte del siglo XX, fue en gran parte un artefacto de los métodos de investigación adoptados para estudiar la genética bacteriana y la bioquímica.
En particular, se adoptaron cepas de bacterias para estudio que exhibían crecimiento exclusivamente planctónico. La famosa cepa K-12 de Escherichia coli creció bien en cultivo de agitación sin aglutinar ni formar películas de baba. Podrían rastrearse fácilmente sobre superficies de agar para aislar las colonias que se habían originado a partir de células individuales, facilitando el análisis genético. El análisis bioquímico se vio facilitado por la capacidad de tratar cultivos enteros de manera uniforme para la extracción de contenidos celulares. Las placas de Petri de bacterias podrían replicarse fácilmente, y así sucesivamente.
Por lo tanto, generaciones de estudiantes abordaron el estudio de las bacterias con la visión de que el crecimiento planctónico era el modo de crecimiento normal y obligatorio. En realidad, para la mayoría de las bacterias, el crecimiento planctónico es un patrón de crecimiento que se adopta bajo circunstancias apropiadas, pero no es obligatorio. Un importante foco de estudio en las últimas décadas ha sido el de “biofilms”, que una generación anterior de investigadores habría descartado como “baba”. El cambio entre los modos de crecimiento planctónico y biofilm implica un cambio fenotípico en el comportamiento en el que grandes conjuntos de genes están regulados de manera diferencial.
Biofilm – Wikipedia
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Biopelícula de Staphylococcus aureus . Fuente – Wikipedia
Incluso en la fase de crecimiento planctónico, las bacterias exhiben mecanismos de autorregulación para modular la expresión génica en respuesta a la densidad de población.
Detección de quórum – Wikipedia
Las bacterias que viven en un biofilm se benefician del entorno protegido de la película. La matriz extracelular densa y la capa externa de células protegen el interior de la comunidad. En ciertos grupos de bacterias, las células de la biopelícula se mueven y enjambran de manera concertada, y su agregación permite la acumulación de enzimas extracelulares que se usan para digerir alimentos, aumentando su eficiencia de alimentación.
Myxobacteria – Wikipedia
(izquierda) Un enjambre mixobacteriano que se alimenta activamente. (derecha) cuerpos fructíferos mixobacterianos. Fuente – Wikipedia
Los comportamientos grupales hacen que enjambres de bacterias sociales sean vulnerables a la explotación por parte de los tramposos. Los “usuarios gratuitos” se benefician de un recurso común sin pagar por ello. La defensa contra los tramposos en los metazoos ha implicado el desarrollo de mecanismos de reconocimiento que protegen contra la absorción por parte de los replicadores parásitos.
Allorecognition – Wikipedia
La multicelularidad exitosa en grupos sociales bacterianos exige control sobre el comportamiento celular individual. La muerte celular programada mediada por homólogos procariotas de caspasa parece ser parte de este control. Las bacterias infectadas con fagos, por ejemplo, parecen estar programadas para matarse a sí mismas como medio de proteger a sus parientes.
Curiosamente microbiano: muerte celular programada
Otros mecanismos bacterianos que permiten que los enjambres bacterianos distingan entre uno mismo y el no uno mismo pueden incluir las bacteriocinas, que son toxinas proteináceas o peptídicas producidas por bacterias para inhibir el crecimiento de cepas bacterianas similares o estrechamente relacionadas.
Bacteriocin – Wikipedia
La última defensa contra el cáncer es que un organismo multicelular sea capaz de producir proxies reproductivos unicelulares. Al atravesar una fase de crecimiento unicelular, el organismo multicelular (o mejor dicho, sus descendientes) puede escapar al “trinquete de Muller”, que es el proceso mediante el cual los genomas de una población asexual acumulan irreversiblemente mutaciones deletéreas. La formación de tales proxies, en muchas especies, se combinaría con la reproducción sexual u otras formas de recombinación genética. No está claro en qué medida las poblaciones bacterianas pueden participar en tales comportamientos.
Trinquete de Muller – Wikipedia
Los patrones de crecimiento que posiblemente sean “multicelulares” han evolucionado en múltiples grupos de bacterias, incluyendo cianobacterias, mixobacterias, actinomicetos, Deltaproteobacteria y Methanosarcina.
Organismo multicelular – Wikipedia
