La paradoja de la latencia: ¿por qué dormir cuando puedes comer?

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Daphnia (zooplankton) con huevos

La inactividad de los depredadores es una estrategia adaptativa estable debido a la paradoja de Parrondo

¿Por qué los depredadores a veces ponen huevos inactivos, que son resistentes, pero tardan mucho en eclosionar y son caros de producir? Esa es la pregunta que los investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD) se propusieron responder en un reciente artículo publicado en Advanced Science.

La respuesta tradicional es que estos resistentes huevos permiten a la población sobrevivir a condiciones ambientales adversas como el invierno o la sequía. Sin embargo, esto no explica por qué se ponen huevos inactivos incluso en hábitats no estacionales, como los lagos tropicales.

Los investigadores dirigidos por el profesor asistente Kang Hao Cheong de SUTD, en colaboración con el Dr. Eugene V. Koonin, investigador principal de los Institutos Nacionales de Salud, descubrieron una explicación alternativa: La latencia es una respuesta natural a la sobrepredación.

En hábitats no estacionales, los organismos de presa, como las algas en un lago, crecen en poblaciones muy grandes. Esto lleva a sus depredadores, como el zooplancton, a consumirlos a un ritmo elevado y también a aumentar la población. Finalmente, esto conduce al consumo excesivo. A medida que colapsa la población de algas, queda poca comida para la gran cantidad de zooplancton, que luego comienza a morir de hambre.

Es durante este período de escasez de alimentos que la latencia tiene mucho sentido. Si un zooplancton hubiera puesto por adelantado huevos latentes resistentes y de eclosión lenta, es probable que esos huevos eclosionen después de que las poblaciones de presas se hayan recuperado, lo que les permitirá sobrevivir y reproducirse.

Por otro lado, si el zooplancton solo hubiera puesto huevos normales de eclosión rápida, esos huevos probablemente eclosionarían en medio de la hambruna y no ayudarían mucho en la recuperación de la población de zooplancton. Eventualmente, solo aquellos zooplancton que ponen huevos inactivos dominarán a la población.

Al descubrir esta explicación, los investigadores se inspiraron en un fenómeno llamado paradoja de Parrondo. La paradoja afirma que es posible alternar entre un par de estrategias perdedoras, como perder apuestas en un juego, y aún así terminar ganando. Cuando la comida es abundante, los investigadores se dieron cuenta de que la latencia es igualmente paradójica.

"¿Por qué gastar energía extra poniendo huevos inactivos, cuando sus competidores están ahorrando energía al poner huevos regulares? ¿Y por qué invertir en huevos que tardan más en eclosionar, cuando sus competidores ponen huevos que eclosionan más rápido y se convierten rápidamente en adultos? Eso era lo que necesitábamos explicar", dijo Zhi-Xuan Tan, el autor principal del estudio.

"Al igual que en la paradoja de Parrondo, tuvimos un par de estrategias perdedoras: la estrategia de poner huevos inactivos y la estrategia de permanecer inactivo como un huevo en lugar de eclosionar".

Como descubrieron los investigadores, cambiar entre estas dos estrategias perdedoras asegura la supervivencia contra la escasez de alimentos creada por la depredación excesiva.

Las implicaciones de este estudio podrían ir más allá de explicar por qué los depredadores ponen huevos inactivos. "Una de las primeras aplicaciones de la paradoja de Parrondo fue explicar un proceso biológico: cómo los motores moleculares en nuestros músculos pueden producir un movimiento direccional sostenido", observó al profesor asistente Kang Hao Cheong de la SUTD, el investigador principal de este estudio. "Creemos que la relevancia de la paradoja de Parrondo para la biología podría ser aún mayor".

Por ejemplo, los investigadores sugieren que la paradoja de Parrondo también podría explicar por qué los virus que infectan bacterias a menudo alternan entre una fase lisogénica latente, donde los virus incorporan su ADN en el genoma bacteriano, y una fase lítica activa e infecciosa, que mata las bacterias.

"Yendo más allá, podríamos incluso explicar la evolución de la vida multicelular", dijo el profesor asistente Cheong. "¿Cómo comenzaron los organismos unicelulares a cooperar lo suficiente como para formar organismos multicelulares, cuando el engaño y el aprovechamiento de otras células a menudo pueden dar mejores resultados? Como en este contexto la cooperación es una estrategia perdedora, sospechamos que la paradoja de Parrondo algún día podría dar algunas respuestas".

Artículo científico: Predator Dormancy is a Stable Adaptive Strategy due to Parrondo's Paradox

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