Muy Interesante

Avatar en el mundo real: bacterias que se comunican como un superorganismo

En el ficticio mundo de Pandora las plantas se comunican a través de las raíces mediante impulsos electroquímicos. Un comportamiento que también sucede en nuestro mundo.

Uno de los sucesos que forman parte del argumento central de la película de James Cameron, Avatar, es que todas las plantas del bosque en el que transcurre la historia están interconectadas entre sí, como si se tratase de una especie de superorganismo. Los árboles de Pandora tienen algún tipo de conexión electroquímica, a través de las raíces, que en la película se presenta como un sistema análogo al sistema nervioso. También los animales pueden conectarse a esa red y depositar en ella, o adquirir de ella, conocimientos y experiencias.

¿Hay algún bosque como el de Pandora?

Este tipo de comportamiento se asemeja al que encontramos en algunos bosques en la vida real, como Pando, una colonia clonal de álamo temblón presente en el estado de Utah. En esta población, todos los árboles, que aparentan ser individuos distintos, están interconectados por las raíces y forman en su conjunto un solo individuo: un macho de álamo temblón que ocupa una extensión de más de 43 hectáreas.
Si asumimos cada tronco como un árbol, en este bosque todos los árboles comparten información a través de las raíces. Ciertos productos químicos con respuesta biológica, como las fitohormonas o determinados metabolitos secundarios, son compartidos de unos árboles a otros; lo que les permite comunicarse de una forma bastante eficaz, dentro de los niveles de comunicación que podemos considerar en las plantas.
Pero, entre los árboles no se da la comunicación electroquímica compleja que vemos en el ecosistema ficticio de Pandora. La conexión de los árboles de Pando es, en este aspecto, más simple y rudimentaria. Sin embargo, existen otros organismos vivos que sí presentan esta conexión, aunque para encontrarlos tenemos que ir a las bacterias marinas.

Comunicación electroquímica entre bacterias

Recreación 3D de bacterias interconectadas

Bacterias 3DRecreación 3D de bacterias interconectadas

Cuentan que cuando Alexander Fleming descubrió la penicilina, en realidad estaba investigando otras cosas, y que el hallazgo revolucionario fue una mezcla de casualidad, suerte, curiosidad científica y de haber dejado olvidada una placa de cultivo. Al microbiólogo Lars Peter Nielsen le sucedió algo semejante cuando estudiaba las bacterias del azufre que crecen en los lodos de la bahía de Aarhus, en Dinamarca.
Lo que el equipo de Nielsen pudo descubrir y publicar posteriormente en la prestigiosa revista Nature fue que en un medio de cultivo de bacterias, pequeñas alteraciones en la superficie desencadenaban cambios en las bacterias que crecían en el fondo. Un fenómeno que también sucede en la naturaleza.
La transmisión de información entre bacterias es eficaz a más de 12 milímetros de distancia —equivalente a transmitir un mensaje a más de 1 km para un ser humano—. Pero el contenido del mensaje no está basado en las moléculas, como sucede con las raíces de Pando, sino en un mensaje eléctrico.
Hasta entonces se sabía que ciertas bacterias tienen la capacidad de transferir electrones al exterior de sus células y realizar diversas funciones metabólicas. Sin embargo, cualquier uso de estos electrones más allá de la mera funcionalidad celular se pensaba que estaba restringida a las inmediaciones del cuerpo bacteriano, en una escala micrométrica.
De forma similar a las plantas de Avatar con sus raíces, estas bacterias del azufre parecen tender una especie de nanocables de naturaleza proteica, combinados con pirita. Gracias a unas estructuras de su membrana externa, llamadas citocromos, lanzan los electrones a través del cable como si de un telegrama se tratase.

El vínculo cercano entre bacterias también existe

Fotografías de microscopio electrónico de barrido de ‘E. coli’ y ‘B. subtilis’ (A y B) y de  ‘E. coli’ y ‘S. aureus’ (C) extendiendo canales entre sí. (Dubey et al., 2011)

Bacterias microscopio electronico DubeyFotografías de microscopio electrónico de barrido de ‘E. coli’ y ‘B. subtilis’ (A y B) y de ‘E. coli’ y ‘S. aureus’ (C) extendiendo canales entre sí. (Dubey et al., 2011)

En la película de James Cameron, además de las plantas, también los animales —incluidos los nativos na’vi— son capaces de interconectarse con otros de su misma especie o de otra, a través de lo que podríamos llamar colas neurales en cuyo extremo presentan unos conectores que actúan a modo de clavija. De este modo, se transmiten experiencias, recuerdos, sensaciones y, también, órdenes. Así es como los protagonistas de la película adiestran a las criaturas que emplean como montura, lo llaman ‘el vínculo’.
Entre bacterias también se dan este tipo de conexiones cercanas. Según un artículo publicado en la prestigiosa revista científica Cell, desarrollado por Gyanendra P. Dubey y Sigal Ben-Yehuda, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, las bacterias Bacillus subtilis son capaces de extender unos nanotubos a través de los cuales pueden transmitir moléculas de gran tamaño, como proteínas e incluso plásmidos. Los plásmidos son fragmentos de material genético libre de las bacterias, que tienen diversas funciones, entre ellas, aportar a la bacteria resistencia a los antibióticos.
Esta transmisión permite a las bacterias adquirir rasgos genéticos que antes no tenían, gracias a las donaciones de sus compañeras, que después heredarán sus hijas. Pero quizá lo más fascinante es que estos nanotubos no son exclusivos para la comunicación entre dos bacterias de la misma especie. Como un na’vi conectándose con su ikram, Bacillus subtilis puede conectar sus nanotubos y transmitir información a bacterias de otras especies, como Staphylococcus aureus o Escherichia coli, como también pueden hacerlo entre ellas.
Referencias:
Dubey, G. P. et al. 2011. Intercellular Nanotubes Mediate Bacterial Communication. Cell, 144(4), 590-600. DOI: 10.1016/j.cell.2011.01.015
Nielsen, L. P. et al. 2010. Electric currents couple spatially separated biogeochemical processes in marine sediment. Nature, 463(7284), 1071-1074. DOI: 10.1038/nature08790

La ventana a un mundo en constante cambio

Muy Interesante

Recibe nuestra revista en tu casa desde 39 euros al año

Suscríbete
Suscripciones a Muy Interesante
tracking