Alícia, la reina i el gat

Alice2

Well, in our country,” said Alice, still panting a little, “you’d generally get to somewhere else — if you run very fast for a long time, as we’ve been doing.”

A slow sort of country!” said the Queen. “Now, here, you see, it takes all the running you can do, to keep in the same place. If you want to get somewhere else, you must run at least twice as fast as that!

El diàleg és del conte “A través del mirall” d’Alícia al País de les Meravelles, on l’Alícia i la Reina corren per quedar-se al mateix lloc.

Podríem adaptar la idea al món actual, doncs sembla que tot s’ha convertit en una gran cursa, però la idea de seguir funcionant només per romandre al mateix lloc està adoptada en el terreny de la biologia evolutiva. El biòleg Leigh Van Valen va utilitzar el model de la Reina Roja per descriure l’evolució que s’estableix entre els organismes i el seus enemics quan estan en plena guerra. Són dinàmiques, com la competència o la depredació, que s’estableixen entre les preses o els hostes amb els seus virus, bacteris, depredadors o paràsits.

Per exemple, en un model hoste i paràsit, l’hoste ha de córrer evolutivament per evitar ser superat pel seu paràsit, però és clar, l’enemic també està en marxa. Per tant, es pot suposar que els paràsits imposaran una selecció d’hostes resistents, mentre que els hostes seleccionaran una millor infectivitat dels paràsits. Aquesta selecció recíproca dóna lloc a la coevolució, amb canvis continus tant de l’hoste com del paràsit. I com es donen aquests canvis? La Reina Roja prediu que la recombinació genètica i la reproducció sexual poden ser suficients per permetre que els organismes d’una determinada espècie es puguin adaptar al que passa al seu entorn.

Al laboratori treballem amb un model hoste i paràsit. Utilitzem diferents especies de dinoflagel·lades com a hostes i una flagel·lada paràsita que les infecta. Els nostres experiments concorden amb el que el model de la Reina Roja prediu. Les dinoflagel·lades presenten dues fases en el seu cicle de vida, l’asexual i la sexual. Quan exposem les dinoflagel·lades al paràsit, aquestes tendeixen a seguir el camí de la sexualitat i s’afavoreix un genotip resistent en front l’enemic. Amb la reproducció sexual, els gens es van remodelant en cada generació. És una dinàmica de selecció a nivell d’espècie, gradual i continua, on el sistema, a la llarga, roman estable.

A nivell genètic, però, la competència entre dos organismes i la coevolució pot adoptar altres formes diferents. En comptes d’aquesta dinàmica gradual, es poden fixar mutacions avantatjoses de manera successiva. Imagineu que els paràsits evolucionen produint armes eficaces per infectar. A la vegada, els seus hostes han de contrarestar aquests avenços amb antídots. En aquest cas es parla de la “cursa armamentista” (continuem amb termes bèl·lics!). Aquest tipus de coevolució té conseqüències radicalment diferents al model de la Reina Roja. La cursa armamentística condueix a una evolució ràpida dels gens involucrats. La contrapartida de seguir aquesta estratègia és que aquesta “cursa” no creix fora de control, ni els organismes es transformen en màquines perfectes de “captura-fugida” perquè tenir estratègies de lluita suposa un altre cost per l’organisme, per exemple, una disminució de l’èxit reproductiu. Ara, amb els cultius de laboratori, estem treballant per esbrinar quins costos tenen els hostes, metabòlics o de creixement, per exemple, quan els exposem als paràsits.

Ara bé, a part de la contribució dels factors genètics, la interacció entre dos organismes depèn dels trets fenotípics, els caràcters visibles que presenta l’organisme. Si tornem de nou a l’Alícia, recordareu que tenia un amic, el gat de Cheshire, el gat que apareix i desapareix. L’exemple biològic d’aquesta estratègia correspon a una microalga i el seu virus. Les microalgues tenen dues formes en el seu cicle de vida, que són radicalment diferents en com són i que fan, són les fases de reproducció asexual i sexual. Els virus infecten de manera molt efectiva a les microalgues quan estan en la fase de creixement. Però, quan els virus les comencen a atacar, les cèl·lules canvien cap a l’altre fase del seu cicle de vida. Amb aquest canvi, els virus no reconeixen la nova forma de la microalga i no la poden infectar. Com el gat de l’Alicia, la microalga desapareix literalment de la vista del virus per evitar la infecció, i es per això que els investigadors varen anomenar la estratègia d’amagar-se: “el gat de Cheshire”.

Manllevar idees i conceptes dels contes ens ajuda a explicar processos biològics quan tenen certa semblança. Ara, per un moment, penseu en sistemes complexes existents: internet, l’economia, estructures socials, estructures empresarials i organitzatives. Aquests sistemes encara que no siguin biològics, tenen els seus paràsits, virus, depredadors… els models teòrics d’abans també serveixen per aquests sistemes. Quina estratègia ha de seguir l’hoste per sobreviure? Intentar seguir una dinàmica d’equilibri per fer-se resistent? Dedicar recursos per lluitar contra del seu enemic? Canviar perquè la estratègia del teu enemic no t’atrapi?

Ens hem passat la setmana pensant i discutint la millor estratègia.


3 comments

  1. Súper post Esther!
    Dicen que la bajada de Alicia por el agujero del conejo representa nuestra insaciable curiosidad y búsqueda de respuestas, que empiezan a vislumbrarse cuando nos alejamos de lo que consideramos lógico y nos dejamos llevar por una mente sin prejuicios. Los dinoflagelados y sus parásitos son fascinantes ejemplos. Uno esperaría que si la teoría de la Red Queen se cumpliese, fuese mediante la inducción a la formación de quistes resistentes; al fin y al cabo son formas sexuales, no se parecen a su forma vegetativa, y son resistentes. Sería como combinar la Red Queen con el gato Cheshire. Pero en este caso, parecería que los dinoflagelados viven exactamente en el reino de la Reina Roja, donde para llegar a algún sitio se necesita correr el doble. Los dinoflagelados parecen optar por doblar su velocidad sexual de crucero mediante una posible recombinación acelerada en los zigotos móviles en lugar de hacerse invisibles en los sedimentos. Su plasticidad y variedad de estrategias parecen encerrar la clave para resistir con éxito en un ambiente tan variable y competitivo, y de paso, nos ofrecen un modelo de estudio fascinante! Quizás también extrapolable a otros ámbitos no biológicos…

    • Rosa acabao de leer que Lewis Carroll le apasionaban las adivinanzas y los rompecabezas y se ve que fue profesor de matemáticas y lógica durante más de 20 años. Así que cuando escribió el libro, si que debió dejar esta lógica que tu mencionas a un lado y dejó trabajar a la imaginación. Curioso!

  2. Retroenllaç: L’embolic del sexe « La llibreta de les idees


Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out /  Canvia )

Google photo

Esteu comentant fent servir el compte Google. Log Out /  Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out /  Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out /  Canvia )

S'està connectant a %s