Las bacterias luchan y se dan un festín con la misma herramienta
Muchos tipos de bacterias producen un complejo proteínico que inyecta toxinas en las células vecinas para eliminar a sus competidoras. Por primera vez, investigadores de ETH Zurich y Eawag han descubierto que estas bacterias asesinas también utilizan esta arma para alimentarse de sus vecinas.
Incluso los organismos más pequeños pueden ser brutales: no sólo eliminan a sus competidores potenciales para obtener recursos, sino que también utilizan a sus vecinos como fuente de nutrición. Esta es la conclusión a la que ha llegado un grupo internacional de investigadores de la ETH de Zúrich, el Instituto Federal Suizo de Ciencia y Tecnología Acuáticas (Eawag) y con aportaciones de otras instituciones. Los investigadores acaban de publicar sus conclusiones en la revista Science.
Lanza con punta de veneno
Los investigadores se dieron cuenta del comportamiento de las bacterias cuando observaron al microscopio dos especies distintas de bacterias marinas con forma de bastón en diminutas cámaras de crecimiento. "Nos dimos cuenta de que las células de una especie empezaban a desintegrarse cuando entraban en contacto con las de la otra", explica Astrid Stubbusch, primera autora del estudio y estudiante de doctorado del grupo de Ecología de Sistemas Microbianos de la ETH de Zúrich y Eawag y del grupo de Geobiología de la ETH de Zúrich.
Aunque ambas especies pertenecen al mismo género de bacterias Vibrio, una de ellas produce un sistema de secreción especial conocido como sistema de secreción de tipo 6 (T6SS), un arma muy sofisticada que las bacterias utilizan para luchar contra otras bacterias por los recursos.
Martin Ackermann, catedrático de Ecología de Sistemas Microbianos de la ETH de Zúrich y Eawag, imagina el T6SS como una lanza con punta envenenada. La bacteria depredadora dispara la lanza. Penetra en la célula vecina pero no causa heridas mortales. "Es el veneno que la lanza lleva a la célula vecina lo que la mata", afirma Ackermann. Las propias células asesinas son inmunes al veneno. "Las células de la misma especie también se disparan entre sí sin matarse".
Las células hambrientas se alimentan lentamente
En el laboratorio, el equipo de investigación estudió cómo las diferencias en la disponibilidad de nutrientes afectaban a los comportamientos bacterianos. En condiciones experimentales ricas en alginato -una fuente de carbono que sólo pueden consumir las células víctimas, pero no las asesinas-, los investigadores observaron que las células víctimas bien alimentadas cambiaban de forma y filtraban lentamente su contenido para que lo consumieran las células asesinas. Cuando tanto las células asesinas como las víctimas estaban bien alimentadas, las células víctimas desaparecían rápidamente, ya que su contenido celular se disolvía rápidamente en el medio ambiente.
"Esta diferencia en el tiempo de disolución podría significar que las células asesinas cargan sus lanzas con diferentes toxinas", afirma Glen D'Souza, coautor del estudio. Cuando las células asesinas encuentran alimento en su entorno, matan a las células víctimas eliminando rápidamente la competencia por el alimento.
Sin embargo, si las células asesinas están hambrientas, robarán nutrientes de sus vecinas y "se asegurarán de que la célula víctima del vecindario se vacíe lentamente para poder absorber tantos nutrientes como sea posible", afirma D'Souza.
Una estrategia global de las células del ecosistema
Para averiguar hasta qué punto está extendido este comportamiento bacteriano recién descubierto y qué relevancia ecológica puede tener, el equipo rastreó enormes bases de datos de secuencias de ADN que los científicos han recogido en una amplia variedad de hábitats.
Estos análisis mostraron que las especies bacterianas del género Vibrio que tienen los genes T6SS a menudo carecen de genes para metabolizar carbohidratos complejos como el alginato. En otras palabras, muchas bacterias asesinas están genéticamente optimizadas para vivir de moléculas fácilmente aprovechables, como la savia celular de las células vecinas. "Parece tratarse de una compensación evolutiva", explica Cara Magnabosco, catedrática de Geobiología de la ETH de Zúrich. "Y encontramos aún más especies con el potencial de expresar este comportamiento asesino en todo el árbol bacteriano de la vida y en todos los entornos que investigamos".
Los autores sospechan que este comportamiento asesino de las bacterias desempeña un papel hasta ahora ignorado en el ciclo de los nutrientes en los ecosistemas, al permitir la transferencia directa de nutrientes entre células. Magnabosco afirma: "Al lisar lentamente a sus vecinas, las células asesinas son capaces de conservar nutrientes importantes que normalmente se perderían en el medio ambiente o en otros niveles tróficos dentro de la red trófica microbiana". La cuantificación de estos flujos es un próximo paso importante que esperamos investigar en todos los ecosistemas."
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Publicación original
Stubbusch AKM, Peaudecerf FJ, Lee KS, Paoli L, Schwartzman J, Stocker R, Basler M, Schubert OT, Ackermann M, Magnabosco C, and D’Souza G (2025). Antagonism as a foraging strategy in microbial communities. Science, 12. Juni 2025
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