La idea de Darwin de que sólo los individuos más aptos sobreviven ha sido cuestionada por una nueva investigación publicada en la revista Nature. El hallazgo desafía nuestra comprensión actual de la evolución, demostrando que la biodiversidad puede evolucionar incluso cuando se pensaba imposible.
El trabajo representa un nuevo enfoque al estudio de la evolución que eventualmente puede conducir a una mejor comprensión de la diversidad de las bacterias que causan las enfermedades humanas.
La sabiduría convencional dice que para cualquier lugar determinado la especie mejor y más fuerte en el tiempo dominará hasta excluir a todos los demás. Este es el principio de la supervivencia del más apto. Los ecologistas lo llaman a menudo la idea del «principio de exclusión competitiva” y predice que los entornos complejos son necesarios para apoyar a las complejas y diversas poblaciones.
Sin embargo los microbiólogos han puesto a prueba este principio mediante la construcción de ambientes muy simples en el laboratorio para ver qué pasa después de cientos de generaciones de evolución bacteriana (el equivalente a cerca de 3.000 años en términos de evolución humana). Según la creencia darwiniana el genoma de la bacteria más apta debería prevalecer, sin embargo este no ha sido el resultado de estos experimentos “evolutivos”. Los experimentos generaron una gran cantidad de diversidad genética inesperada.
Francisco P. Chávez Ph.D. Departamento de Biología. Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile.
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Metabolic trade-offs and the maintenance of the fittest and the flattest
Robert E. Beardmore, Ivana Gudelj, David A. Lipson & Laurence D. Hurst
Nature 472, 342–346 (21 April 2011) doi:10.1038/nature09905
How is diversity maintained? Environmental heterogeneity is considered to be important1, yet diversity in seemingly homogeneous environments is nonetheless observed2. This, it is assumed, must either be owing to weak selection, mutational input or a fitness advantage to genotypes when rare1. Here we demonstrate the possibility of a new general mechanism of stable diversity maintenance, one that stems from metabolic and physiological trade-offs3. The model requires that such trade-offs translate into a fitness landscape in which the most fit has unfit near-mutational neighbours, and a lower fitness peak also exists that is more mutationally robust. The ‘survival of the fittest’ applies at low mutation rates, giving way to ‘survival of the flattest’4, 5, 6 at high mutation rates. However, as a consequence of quasispecies-level negative frequency-dependent selection and differences in mutational robustness we observe a transition zone in which both fittest and flattest coexist. Although diversity maintenance is possible for simple organisms in simple environments, the more trade-offs there are, the wider the maintenance zone becomes. The principle may be applied to lineages within a species or species within a community, potentially explaining why competitive exclusion need not be observed in homogeneous environments. This principle predicts the enigmatic richness of metabolic strategies in clonal bacteria7 and questions the safety of lethal mutagenesis8, 9 as an antimicrobial treatment.
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