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Contexto ecológico guía la evolución del hospedero durante las epidemias

Cantidad de nutrientes y de depredadores durante epidemias determina si es mejor volverse resistente o susceptible a la infección.

daphnia_dentifera

Después de un brote epidémico, lo que generalmente ocurre en la naturaleza es que los organismos afectados hayan desarrollado algún tipo de resistencia contra el responsable de la infección. Sin embargo, esto no siempre se da. Un reciente estudio publicado Science revela que la disponibilidad de nutrientes y la presencia de depredadores puede afectar esta respuesta y generar organismos que, por el contrario, sean mucho más susceptibles.

Vivimos en un mundo inundado de parásitos, unos organismos que se aprovechan de otros para poder crecer y reproducirse, robándoles sus nutrientes y usando sus moléculas para su propio beneficio. Como respuesta, el hospedero desarrolla ciertas estrategias que le permiten deshacerse o evitar ser infectados por estos parásitos. En otras palabras, se vuelven resistentes gracias a la presión selectiva que ejercen los parásitos sobre ellos.

Sin embargo, nada es gratis en la vida. Desarrollar y poner en funcionamiento estas estrategias de resistencia acarrean un costo energético. Para poder cubrirlo, otras funciones que también requieran gasto de energía se verán afectadas, por ejemplo: la reproducción.

Para entender esta idea asumamos que un individuo tiene $100 para gastar cada día de su vida. De los $100, $50 los invierte en comida, $25 en movilidad y $25 con su enamorada. De pronto, un chorro de rayos gamma liberado por la explosión de una hipernova destruye el 50% de nuestra capa de ozono. Los rayos UV provenientes del sol pasan con mayor facilidad y los científicos sugieren a los habitantes de la Tierra que usen protectores solares para evitar el desarrollo de un cáncer de piel. Sin embargo, el costo del protector solar es de $25 por día. ¿Que podría hacer el individuo para resistir la fuerte radiación UV? Pues adquirir el protector solar. Pero no puede sacrificar el dinero enfocado a la comida, porque si no se alimenta bien podría contraer otras enfermedades. Tampoco podría sacrificar el dinero de la movilidad, porque necesita trasladarse a su trabajo para obtener los $100 diarios. Entonces, por descarte, no tiene más remedio que sacrificar a la enamorada. La reproducción se verá afectada por obtener una estrategia de resistencia contra los rayos UV.

Pero ningún organismo vive aislado. Todos viven dentro de un ecosistema que tendrá una determinada disponibilidad de nutrientes (productividad) y diferentes tipos de amenazas (depredadores). Estos factores ecológicos podrían afectar el balance neto entre resistencia y fecundidad que la teoría predice.

Para determinar en que medida influyen los factores ecológicos en las epidemias y la adaptación a ellas, un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Georgia estudiaron la respuesta de un zooplancton (Daphnia dentifera) a su levadura parásita (Metschnikowia bicuspidata) en siete diferentes lagos del estado de Indiana (EEUU).

Los investigadores tomaron muestras del pequeño protozoo en dos diferentes momentos: antes y después del brote epidémico; y notaron que las epidemias eran mayores cuando el lago tenía mayor cantidad de nutrientes y menor cantidad de depredadores. Además, en estos lagos, D. dentifera adquiría resistencia a la infección. Sin embargo, en los lagos menos productivos y con mayor cantidad de depredadores, ocurría todo lo contrario: D. dentifera se volvía más susceptible.

La explicación podría ser que cuando hay poca cantidad de nutrientes, D. dentifera se ve en la necesidad de administrar bien sus recursos —decidir entre adquirir resistencia o reproducirse— y ante la escasez siempre se debe asegurar tener una buena progenie para evitar que la población desaparezca. Además, los depredadores juegan un rol importante porque se comerán a los infectados por ser mucho más fáciles de cazar. Entonces, las epidemias serán más cortas y los D. dentifera no necesitarán adquirir resistencias, serán mucho más susceptibles.

Todo lo contrario ocurre cuando los recursos son abundantes y los depredadores escasos. Una mayor ingesta de alimentos facilitará el ingreso de los parásitos al hospedero. Y como no hay depredadores que se coman a los infectados, las epidemias serán más prolongadas y los D. dentifera desarrollarán resistencia al estar más expuesto por mayo tiempo a ellos (una mayor presión selectiva).

Este mismo comportamiento de las epidemias en función al contexto ecológico podría darse en otros organismos, incluso en aquellos que portan parásitos que potencialmente podrían infectarnos. Y en vista que la actividad humana muchas veces afecta la productividad de los ecosistemas o la cantidad de depredadores, nosotros podríamos ser responsables de ciertos brotes epidémicos de manera indirecta.


Referencia:

ResearchBlogging.orgDuffy, M., Ochs, J., Penczykowski, R., Civitello, D., Klausmeier, C., & Hall, S. (2012). Ecological Context Influences Epidemic Size and Parasite-Driven Evolution Science, 335 (6076), 1636-1638 DOI: 10.1126/science.1215429

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