Els microbis no descansen: entendre com interactuen pot millorar la nostra salut Els microbis no descansen: entendre com interactuen pot millorar la nostra salut
Camp de Túria - Notícies -
Sant Antoni, L'Eliana, Bétera, Riba-roja, Pobla de Vallbona, Serra, Benissanó, Olocau, Llíria, Gàtova, Nàquera, Vilamarxant......

Seccions del Crònica

Pots buscar açí en el diari

Els microbis no descansen: entendre com interactuen pot millorar la nostra salut

Bacteris de l'aire en una placa de Petri. Khamkhlai Thanet/Shutterstock

Els microbis estan a tot arreu: des de les profunditats de l'oceà fins a l'interior del nostre cos. Són organismes diminuts, però increïblement abundants i diversos. En un sol gram de sòl pot haver-hi fins a mil milions de bacteris de milers d'espècies diferents. Malgrat la seua grandària exercixen rols fonamentals en els ecosistemes: reciclen nutrients, degraden compostos tòxics i contribuïxen a l'equilibri de la vida en la Terra.

Entendre com es formen i canvien les seues comunitats és essencial per a abordar problemes com el canvi climàtic, la resistència als antibiòtics i la degradació dels ecosistemes. Recentment hem publicat un estudi que mostra que estes poblacions, lluny de trobar un equilibri, es troben en constant canvi. Això desafia algunes de les suposicions més esteses sobre la seua dinàmica.

Què dona forma a les comunitats microbianes?

Els científics han investigat quins factors influïxen en l'abundància i diversitat dels microbis. Hi ha dos forces principals en joc:

  1. Forces biòtiques. Són les interaccions entre les diferents espècies de microbis presents en un ambient. Per exemple, com competixen o col·laboren entre si per a accedir a recursos limitats com a nutrients i espai. Estes interaccions poden donar lloc a relacions complexes de competència, mutualisme o parasitisme.

  2. Forces abiòtiques. Són factors de l'entorn, com la disponibilitat de nutrients, la temperatura i el pH, que afecten a totes les espècies d'una comunitat. Un canvi en alguna d'estes condicions pot alterar radicalment la composició microbiana.

En el nostre estudi analitzem matemàticament i de manera simultània com estes forces biòtiques i abiòtiques influïxen en les comunitats microbianes. Després de comparar el nostre model amb dades experimentals trobem que les comunitats microbianes generalment no estan en equilibri.

Això significa que estan en constant canvi, amb energia i matèria fluint a través d'elles, en un sistema en el qual les forces biòtiques i abiòtiques no es compensen. Este descobriment subratlla la importància de considerar les comunitats microbianes com a sistemes dinàmics i no com a entitats estàtiques.

La importància d'estudiar comunitats dinàmiques

La troballa que estes comunitats no estan en equilibri té implicacions importants. Durant anys, molts models assumien que les comunitats microbianes evolucionen cap a un estat estacionari on les condicions romanen constants. No obstant això, la nostra evidència suggerix que estes comunitats són més dinàmiques i que reaccionen contínuament a canvis ambientals i a les interaccions entre espècies.

Per què és important conéixer estes dinàmiques? En primer lloc, els microbis són essencials per als ecosistemes. Per exemple, els microorganismes del sòl són responsables de fixar el nitrogen atmosfèric, un procés clau per a l'agricultura sostenible. D'altra banda, en el cos humà una comunitat microbiana desequilibrada pot ser l'arrel de malalties com a infeccions recurrents, obesitat i trastorns digestius.

Conéixer com operen estes comunitats fora de l'equilibri pot obrir noves vies per a dissenyar intervencions. Per exemple, si entenem com una comunitat microbiana respon a uns certs canvis en el seu entorn podríem dissenyar estratègies més precises per a restaurar la dinàmica desitjada, ja siga en un ecosistema natural o en el cos humà.

Un nou patró macroecològic

L'anomenada “llei de Taylor” és un principi ecològic que diu que la variabilitat en l'abundància d'una espècie està relacionada de manera predictible amb la seua abundància mitjana. En térmens simples: si sabem quants individus hi ha en mitjana, podem predir que variable serà eixe número amb el temps.

No obstant això, el nostre treball va mostrar que esta llei no es complix perfectament en les comunitats microbianes reals. Encara que la llei de Taylor ha sigut un marc sòlid en macroecologia, els nostres resultats mostren que és insuficient per a capturar la complexitat de les comunitats microbianes. Descobrim que hi ha variacions significatives que no poden explicar-se si ignorem les interaccions entre espècies.

També identifiquem un nou patró universal: les fluctuacions en l'abundància d'espècies seguixen una distribució que és consistent en diferents entorns. Això suggerix que hi ha principis fonamentals que governen com varien les poblacions microbianes, sense importar on es troben. Este patró es va observar en dades d'ambients tan diversos com glacials, sòls, rius, aigua de la mar, flora gastrointestinal i flora bucal, la qual cosa subratlla la seua universalitat.

Una analogia amb la física: el moviment browniano

Per a entendre millor les troballes podem comparar-los amb un fenomen físic conegut: el moviment browniano. Este és el moviment aleatori que experimenten partícules diminutes, com a pol·len en aigua, a causa de xocs amb molècules en moviment.

Així com les partícules es mouen a causa de l'energia de l'entorn, les poblacions microbianes fluctuen en resposta a canvis en els recursos i condicions ambientals seguint patrons ben determinats. Esta analogia facilita la comprensió de les fluctuacions observades i les connecta amb principis físics universals.

De dades metagenómicos a patrons universals

Este treball ha sigut possible gràcies als avanços en la metagenómica, que permet estudiar el material genètic obtingut directament de mostres ambientals. En identificar un nou patró en les fluctuacions d'abundància, estudis com este aprofundixen en com els microbis interactuen entre si i amb el seu entorn.

Comprendre els principis fonamentals darrere de l'organització i les fluctuacions de les comunitats microbianes tindrà rellevància en àrees com:

  • Salut humana. Per exemple, per a desenrotllar teràpies personalitzades que restauren l'equilibri en la microbiota intestinal.

  • Agricultura sostenible. Permetria optimitzar l'ús de microorganismes per a millorar la fertilitat del sòl i controlar plagues, passant d'un paradigma basat en la idea de treballar la terra a la de treballar amb la terra.

  • remediació ambiental. D'esta manera es podrien dissenyar estratègies més efectives per a netejar sòls i aigües contaminades.

Finalment, igual que el moviment browniano va ampliar la nostra comprensió de fenòmens físics fonamentals, l'observació que principis similars poden estar governant les comunitats microbianes ens acosta a un enteniment més racional i quantitatiu de les seues dinàmiques.

Este coneixement bàsic no sols amplia la nostra comprensió científica, sinó que contribuïx a establir els fonaments sobre els quals desenrotllar aplicacions futures.The Conversation

Saúl Ares, Científic Titular, Centre Nacional de Biotecnologia (CNB - CSIC); Aniello Lampo, Ajudant Doctor - Departament de Matemàtiques - UC3M, Universitat Carles III; José A. Costa, Chair professor, Universitat Carles III i José Manuel Camacho Mateu, Investigador Predoctoral. Matemàtica Aplicada., Universitat Carles III

Este article va ser publicat originalment en The Conversation. Llija el original.

Crónica CT
* ho pots llegir perquè som Creative Commons
Publicat per Àgora CT. Col·lectiu Cultural sense ànim de lucre per a promoure idees progressistes Pots deixar un comentari: Manifestant la teua opinió, sense censura, però cuida la forma en què tractes a les persones. Procura evitar el nom anònim perque no facilita el debat, ni la comunicació. Escriure el comentari vol dir aceptar les normes. Gràcies

Cap comentari :

BlueSky Mastodon NotaLegal