El estudio, recién publicado en la revista International 'Journal of Biological Macromolecules' y dado a conocer este martes, fue realizado por científicos del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC), la Estación Experimental del Zaidín (CSIC), la Universidad de Murcia y la Universidad de Granada, con la participación de los investigadores José A. Gavira, Miriam Rico-Jiménez, Álvaro Ortega, Amalia Roca y Miguel A. Matilla.

Las bacterias utilizan sistemas de detección química para adaptarse a su entorno, localizar nutrientes, evitar sustancias dañinas o interactuar con otros organismos. Estas funciones dependen de proteínas receptoras capaces de reconocer señales químicas específicas presentes en el medio.

Hasta ahora se asumía que la evolución de estos receptores tendía a incrementar progresivamente su complejidad mediante la incorporación de nuevos módulos funcionales. Sin embargo, los autores han descrito el proceso contrario: "un receptor más simple surgido a partir de un antecesor más complejo que, pese a haber perdido parte de su estructura, conserva su capacidad para reconocer hormonas vegetales".

El trabajo identifica una nueva familia de dominios de reconocimiento molecular en la bacteria 'Pseudomonas putida', un microorganismo ampliamente utilizado como modelo para estudiar la interacción entre bacterias y plantas. Los investigadores comprobaron que este receptor reconoce compuestos como el salicilato y el ácido indolacético, dos moléculas implicadas en la comunicación química entre organismos vegetales y microbianos.

Además, el estudio demostró que la reducción de módulos estructurales no implica necesariamente una pérdida de función biológica. Por el contrario, "la simplificación puede convertirse en una ventaja adaptativa que permita a los microorganismos conservar o incluso ampliar sus capacidades de detección ambiental".

En palabras de los autores, el estudio demuestra que "menos puede ser más" en la evolución bacteriana, ya que la simplificación de estos sensores químicos no representa un defecto, sino una estrategia adaptativa que habría permitido a determinados microorganismos innovar y colonizar nuevos entornos.

INNOVACIÓN FUNCIONAL

Según los autores, los resultados ponen de manifiesto que la evolución de los receptores bacterianos no siempre avanza hacia estructuras más sofisticadas, sino que también puede producirse mediante procesos de simplificación que favorezcan la innovación funcional.

Los investigadores concluyen que esta reducción modular constituye una estrategia evolutiva eficaz y que la reorganización de los sistemas de reconocimiento molecular puede desempeñar un papel clave en la adaptación de las bacterias a nuevos entornos y en su capacidad para interpretar señales procedentes de otros organismos, incluidas las plantas.

La investigación demuestra que algunas bacterias han "recortado" parte de sus sistemas de percepción química durante la evolución sin perder la capacidad de detectar señales de las plantas, lo que sugiere que la naturaleza puede favorecer soluciones biológicas más simples pero igual de eficaces. La evolución no siempre añade complejidad; a veces elimina piezas y consigue que el sistema siga funcionando igual de bien.

Desde el punto de vista de la biotecnología, el hallazgo es interesante porque identifica que algunos receptores bacterianos pueden seguir funcionando aunque hayan perdido partes de su estructura. Si se confirma en otros sistemas, abre la puerta a diseñar sensores biológicos más simples, baratos y eficientes. Según un comunicado difundido por el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT-CSIC), algunas bacterias mantienen la capacidad de detectar hormonas vegetales pese a haber "simplificado" sus sensores químicos durante la evolución.

AGRICULTURA Y BIOSENSORES

Este hallazgo podría tener aplicaciones en agricultura, biotecnología y biosensores. Comprender cómo algunas bacterias mantienen su capacidad para detectar hormonas vegetales con receptores más simples podría facilitar el desarrollo de biofertilizantes más eficaces y mejorar el conocimiento de las relaciones entre microorganismos y plantas, según explicaron miembros del equipo.

Además, el estudio sugiere que es posible diseñar sistemas biológicos más sencillos sin perder funcionalidad, una idea con potencial para la biología sintética y el desarrollo de microorganismos modificados. También podría impulsar biosensores más pequeños y resistentes para usos agrícolas, alimentarios o ambientales. En conjunto, el trabajo demostró que "la evolución puede conservar funciones complejas eliminando componentes innecesarios y logrando soluciones más eficientes".