Un artículo de Freakonomics tocó alguna vez el conocido problema del polizonte (free riders). En algunas situaciones que conciernen a un servicio público es posible que muchos individuos no paguen el precio de este y; sin embargo, gocen continuamente de sus beneficios a costa del pago de los demás. Esto deja entrever que existe un incentivo para que los individuos dejen de pagar y se aprovechen de la contribución de los otros.
Estoy seguro que te habrás encontrado con algun”polizonte” en algun trabajo grupal, o al sacar las cuentas en un restaurante.
Si bien las situaciones en economía y política son los ejemplos más predominantes al abordar este problema, la evolución nos ha ofrecido una gran gama de ejemplos de esta situación en la naturaleza. Tenemos al organismo polizonte modelo por excelencia: la bacteria Pseudomonas aeruginosa. Sin embargo, quisiera hablar un poco acerca de estos “tramposos” desde la biología del comportamiento.
En cualquier ecosistema del planeta encontraremos una multiplicad de interacciones biológicas: la depredación (A se come B), el parasitismo (A vive dentro de B, causando algo de daño en el huésped), competencia sexual (A se pelea con B por aparearse con C), etc. Cada una de ellas puede beneficiar o perjudicar a los agentes A y B (no necesariamente el efecto es igual). Una de estas interacciones se llama mutualismo: ambas especies o individuos en cuestión se benefician. El mejor ejemplo de esta interacción es la polinización: un insecto se beneficia del néctar que obtiene de la flor de una planta, y esta última se beneficia debido a que el insecto transporta su polen, aumentando las posibilidades de reproducción. Como pueden ver, el costo en que estos organismos incurren para realizar la actividad- movimiento, producción del polen y flor, desarrollo de los aparatos bucales necesarios para consumir néctar- es retribuido por dos aspectos esenciales para la supervivencia: el y la reproducción. Algo parecido ocurre con el pez payaso o anemonas, hongos y las raíces de las plantas, o bacterias que fijan nitrógeno y plantas leguminosas.
Creo que la relación de benficio mutuo de las más geniales para observar (desde que uno es niño y ve Animal Planet) es la de limpieza entre el cocodrilo y el pluvial
Volvamos a nuestro personaje principal: Pseudomonas aeruginosa. Las colonias de estas bacterias son capaces de expresar ciertas proteínas dependiendo de la densidad poblacional en ese momento, mecanismo conocido como quorum sensing (percepción de cuórum). Uno de los ejemplos más conocidos es el crecimiento en caseinato: mediante algunos circuitos genéticos que se activan por la densidad de bacterias, es posible producir proteínas como la elastasa para poder metabolizar el caseinato.
Cuando varias células se agrupan, las señales químicas que secretan al ambiente aumentan su concentración, llega un punto en el que la célula percibe la gran cantidad de esta señal, entiende que se ha llegado a un quorum y empieza a expresar proteínas particulares. Una forma de cooperación social.
Estas elastasas (y otras proteínas extracelulares) son bienes públicos. Debido a que son secretadas al medio ambiente, cualquier otra Pseuodomonas sin importar si produjo o no la elastasa la puede utilizar, de manera que si todas las bacterias producen elastasa es posible sostener una población a largo plazo en un medio de caseína. Sin embargo, al igual que cualquier producción de proteínas, esto es algo costoso: ¿qué pasaría si alguna bacteria “decide” no producir esta elastasa y beneficiarse igualmente de las proteínas de sus vecinas? Esto ocurre muy frecuentemente. Varios experimentos muestran que las bacterias que tienen el gen esencial para la producción de elastasa mutado (es decir, que no la producen en absoluto) pueden encontrarse entre un 30 a 40% en una población de las bacterias. Si separamos estas mutantes de la población normal, no sobrevivirían por mucho tiempo, por lo cual nos encontramos ante un verdadero problema del polizonte: necesitan beneficiarse de la producción de elastasa de las otras bacterias.
¿Y la otras Pseudomonas, las honestas que si producen lo suyo y no se aprovechan injustamente y tienen que aguantar esta conchudez, tienen algún mecanismo para compensar el déficit de elastasa debido a la aparición de las tramposas? Sí que los hay, y el más conocido es la producción de cianuro. Resulta que el gen mutante involucrado en la producción de elastasa para metabolizar caseinato también esta involucrado en una vía de metabolismo de cianuro. Por lo que la polizonte, aparte de ser incapaz de producir elastasa, no tiene resistencia a esta toxina. Las bacterias normales producen cianuro, lo cual efectivamente impide que la población de “tramposas” crezca lo suficiente como para generar un quiebre.
Si bien se ha comprobado que producir cianuro es un proceso bastante costoso para las bacterias en condiciones normales; en presencia de tramposas, esto asegura la supervivencia a largo plazo de la población. El objetivo de las Pseudomonas normales no es acabar con las tramposas, sería demasiado pedir, solo buscan mantener el delicado equilibrio para la supervivencia de todas. De esta manera es que la pobres Pseudomonas han evolucionado, para seguir siendo nobles bacterias que priorizan el bien común, a costa de la cantidad de polizontes que siguen queriendo pasar “piola” en la vida en una placa Petri.
Nobles Pseudomonas integrándose por el bien común XD.
Edición: Daniela Cáceres
