Defina los términos mutualismo y comensalismo. Cite ejemplos de mutualismo en el que intervenga, en cada caso, un microorganismo y: a) una planta verde, b) un animal, indicando en ambos qué aporta cada organismo participante en la relación, y qué beneficio conjunto se obtiene en el proceso. Comente breve y razonadamente las ventajas evolutivas del mutualismo, poniendo un ejemplo y explicando el tipo de interacción existente. [1,25 puntos]
El MUTUALISMO es una relación interespecífica en la que AMBOS organismos obtienen beneficio. Cuando la relación es tan estrecha que ninguno de los dos puede vivir sin el otro se habla de simbiosis en sentido estricto; si es facultativa, de mutualismo simplemente.
El COMENSALISMO es una relación interespecífica en la que UNO de los organismos se beneficia y el otro NO se ve afectado, ni perjudicado ni favorecido. El comensal aprovecha los restos, los desechos o el hábitat del otro sin causarle daño.
El ejemplo clásico es el de las bacterias del género RHIZOBIUM y las raíces de las LEGUMINOSAS —guisante, alfalfa, soja, trébol—. La bacteria penetra en la raíz y provoca la formación de unos nódulos en los que se aloja.
Lo que aporta cada uno: la BACTERIA aporta nitrógeno asimilable. Posee la enzima nitrogenasa, que le permite FIJAR el nitrógeno molecular del aire, inaccesible para la planta, y reducirlo a amonio, que la planta sí puede incorporar a sus aminoácidos. La PLANTA aporta, por su parte, materia orgánica —los azúcares que ha fabricado en la fotosíntesis— como fuente de carbono y de energía para la bacteria, y le ofrece además un microambiente con muy poco oxígeno, imprescindible porque la nitrogenasa se inactiva con él.
El beneficio conjunto es que la asociación puede colonizar suelos pobres en nitrógeno, donde ninguno de los dos prosperaría por separado; y de rebote enriquece el suelo, razón por la cual las leguminosas se emplean desde siempre en la rotación de cultivos como abono verde.
Otro ejemplo válido son las MICORRIZAS, la asociación entre un hongo y las raíces de la mayoría de las plantas: el hongo aumenta enormemente la superficie de absorción de agua y de fosfatos y los cede a la planta, y esta le entrega azúcares.
El ejemplo clásico es el de los microorganismos del RUMEN de los rumiantes —vaca, oveja, cabra— o del intestino de los termes: bacterias como Ruminococcus y protozoos ciliados.
Lo que aporta cada uno: los MICROORGANISMOS aportan la enzima CELULASA, que el animal no posee, y con ella hidrolizan la celulosa de la hierba o de la madera hasta glucosa, que fermentan a ácidos grasos volátiles —acético, propiónico, butírico— que el rumiante absorbe y utiliza como fuente de energía; le suministran además aminoácidos y vitaminas del grupo B, e incluso proteína cuando el animal los digiere al pasar al resto del tubo digestivo. El ANIMAL aporta el alimento, un ambiente anaerobio, temperatura y pH estables y un flujo continuo de sustrato.
El beneficio conjunto es que el rumiante puede alimentarse exclusivamente de vegetales fibrosos, un recurso abundantísimo que sin esa flora sería indigerible, y los microorganismos disponen de un hábitat óptimo y de comida garantizada.
La ventaja evolutiva de fondo es que el mutualismo permite a cada especie ACCEDER A UNA CAPACIDAD METABÓLICA QUE NO TIENE sin necesidad de desarrollarla ella misma. Adquirir por evolución una ruta metabólica nueva exige mutaciones acumuladas durante millones de años; asociarse con quien ya la posee resuelve el problema de inmediato. De ahí se derivan tres consecuencias: la ampliación del nicho ecológico, porque la asociación coloniza ambientes inaccesibles a cada socio por separado; el ahorro energético, ya que cada uno se especializa en lo que hace mejor; y una mayor resistencia frente a condiciones adversas.
Como ejemplo, el LIQUEN, asociación de un alga o una cianobacteria con un hongo. El alga aporta materia orgánica por fotosíntesis y el hongo aporta agua, sales minerales, sujeción al sustrato y protección frente a la desecación y la radiación. El tipo de interacción es una SIMBIOSIS MUTUALISTA obligada: la asociación es tan estrecha que el liquen se comporta como un organismo único, con estructuras propias, y ninguno de los dos socios vive en la naturaleza por separado. Gracias a ella los líquenes son organismos pioneros: colonizan rocas desnudas, cortezas y suelos árticos donde ni el alga ni el hongo sobrevivirían solos, y con su acción inician la formación del suelo.
El caso más trascendente de todos es, sin embargo, la TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA: las mitocondrias y los cloroplastos serían descendientes de bacterias que establecieron un mutualismo obligado con una célula huésped, y de esa asociación surgió la célula eucariota. Ahí el mutualismo no amplió un nicho: creó un nivel de organización nuevo.