Infografía que explica el Proyecto del Microbioma Humano. Fuente: GMFH Editing Team.
Paula Díaz Levi, 07 feb 2023 - 05:20 CET
Una entidad formada por la asociación de diferentes especies que se transforman en una unidad ecológica muestra la importancia de la simbiosis en nuestra salud y el planeta, y lleva a algunos expertos a cuestionar la existencia del individuo
En la naturaleza reina la competencia y el más fuerte sobrevive. O al menos eso hemos escuchado con frecuencia. Sin embargo, el planeta es mucho más complicado que eso, pues los terrícolas nos relacionamos con otras especies a niveles que, muchas veces, no sospechamos. Como dijeron alguna vez Lynn Margulis y Dorion Sagan, para comprender la verdadera complejidad de la vida se debe entender cómo los organismos se unen de formas nuevas y fascinantes.
De eso trata justamente el holobionte, un concepto que se refiere a una entidad formada por la asociación de diferentes especies que se transforman en una unidad ecológica. En otras palabras, cuando un animal o planta (huésped) vive en simbiosis con los microorganismos que hospeda (simbiontes), es un holobionte. Algo así como un conjunto de seres fusionados o un complejo multi-especie.
Scott F. Gilbert, biólogo evolutivo del desarrollo, profesor emérito de la cátedra Howard A. Schneiderman en el Swarthmore College y profesor emérito y distinguido en la Universidad de Helsinki, lo explica así: “Todos los organismos parecen ser holobiontes, y nosotros estamos compuestos no solo de las células derivadas del cigoto, sino también de bacterias, hongos y virus simbióticos. Cada animal es un bioma, un conjunto de ecosistemas interactivos. Además, estos microbios simbióticos no solo viajan con nosotros. Ayudan a crear nuestros cuerpos, regulan nuestros procesos metabólicos y generan nuestras capacidades inmunitarias. Esto tiene muchas implicaciones para nuestra forma de ver la vida”.
Todos los organismos parecen ser holobiontes, y nosotros estamos compuestos también de bacterias, hongos y virus simbióticos. Cada animal es un bioma, un conjunto de ecosistemas interactivosScott F. Gilbert, biólogo evolutivo del desarrollo, profesor emérito en Swarthmore College
De hecho, nuestro vínculo con los microorganismos es tan profundo, que nos convertimos en el ecosistema donde viven, mientras ellos influyen en nuestro desarrollo, salud e incluso comportamiento.
Para la ecóloga microbiana y académica de la Universidad de Antofagasta Cristina Dorador, “el holobionte nos invita a pensar en distintas magnitudes. Pareciera que lo microscópico y lo inmenso no conversan, pero en realidad sí”. Así lo ha revelado el avance tecnológico. “El gran paso fue en la década del 2010 con las técnicas de secuenciación masiva de ADN, porque se descubrieron grupos microbianos completos que eran invisibles para las técnicas clásicas. Además, el Proyecto Microbioma Humano dio a conocer la diversidad microbiana en el cuerpo humano, echando por tierra algunas teorías que había en ese entonces”, agrega.
Humano microbiano
Quizás el ejemplo más conocido es la microbiota intestinal, la comunidad de microorganismos que nos permite degradar alimentos y que es clave para nuestro sistema inmune.
“Desde el punto de vista anatómico, aproximadamente la mitad de las células del cuerpo humano son microbianas. Además, cada especie de microbio no está asociada a nosotros al azar, sino que se encuentra en lugares concretos. Recibimos estos microbios al atravesar el canal del parto. Son regalos de despedida de nuestra madre. Estos microbios colonizan nuestro cuerpo, especialmente nuestro intestino, y ayudan a terminar nuestro desarrollo”, detalla Gilbert.
Como es de esperar, los microbios también juegan un rol en enfermedades que van desde la depresión hasta el cáncer. En efecto, los tumores tienen un microbioma asociado y la presencia de estos microorganismos explicaría por qué algunas personas son más sensibles a inmunoterapia.
En otro ámbito, hay estudios que muestran que el reemplazo de bacterias en el intestino ayudaría a disminuir el comportamiento de tipo autista en ratas. Dorador, quien participó en una investigación sobre autismo y microbiota, cuenta que “se ha reportado que alrededor del 40% de las personas en el espectro autista tienen algún problema gastrointestinal. Se ha determinado que ocurre un enriquecimiento de ciertos grupos de bacterias. Quisimos encontrar un modelo para explicar si este cambio a nivel microbiano, que no sabemos cómo ocurre, está generando unos metabolitos o productos que alteran de alguna forma la función neuronal”. Claramente, hay mucho por desentrañar aún.
Equipo más que individuo
El holobionte genera nuevas características morfológicas, fisiológicas, inmunológicas, entre otras, que no existen en las especies por separado.
El ejemplo favorito de la entomóloga Constanza Schapheer son los insectos que reciclan nutrientes, como las termitas. “Estos animales albergan en su sistema digestivo microrganismos como bacterias y protistas que contribuyen a que la termita absorba nutrientes que de otra manera no podría. La adquisición de simbiontes intestinales fue clave en la evolución de estos insectos. Ejemplos similares hay muchísimos en la naturaleza, dentro de los más paradigmáticos están los líquenes y corales”, precisa la también investigadora postdoctoral de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile.
Las vacas, en tanto, comen hierba, pero su genoma no produce enzimas capaces de digerir la celulosa u otros compuestos de su alimento. La buena noticia (para ellas) es que sus microbios simbióticos, ubicados en su rumen, se encargan de procesar lo que estos mamíferos no pueden.
Lo que consideramos un ‘organismo’ es, en realidad, un conjunto de organismos integrados. Por ello, científicos y filósofos cuestionan la existencia del ‘individuo’ como lo entendemos usualmente
Además, algunos cambian cuando adquieren nuevos microorganismos. El biólogo estadounidense ejemplifica con el escarabajo rojo de la trementina: “Es una plaga menor en Estados Unidos, donde sus hongos simbióticos excavan agujeros en los árboles dañados. Sin embargo, cuando se exportó accidentalmente a China, el escarabajo obtuvo un nuevo conjunto de hongos simbiontes que le permitieron hacer agujeros en árboles sanos, matándolos”.
O sea, lo que consideramos un “organismo” sería, en realidad, un conjunto de organismos integrados. Por ello, científicos y filósofos, como Gilbert y sus colegas, han cuestionado la misma existencia del “individuo” como lo entendemos usualmente.
“Hemos evolucionado para esperar estos microbios simbióticos y sus señales. Así que cada uno de nosotros funciona como una comunidad o un equipo. Solo somos individuos en la medida que una comunidad se diferencia de otra comunidad o un equipo se diferencia de otro equipo. Yo soy el Equipo Scott Gilbert’”, señala el científico, quien también ha participado en el libro Microhabitable.
Su importancia en la naturaleza
Entendernos como holobiontes no solo tiene implicaciones para nuestra salud, sino también para el medio ambiente.
Los seres humanos solemos conservar a especies o ecosistemas por separado, sin preocuparnos de mantener las relaciones y ciclos que sostienen los organismos en conjunto. Un bosque o desierto no pueden sobrevivir sin los vínculos que tejen sus macro y micro habitantes.
Esto inspiró a Schapheer junto a otras colegas a proponer el concepto de “holobionte ecosistémico” que se refiere a un holobionte que lleva a cabo procesos ecológicos clave para la conservación de la naturaleza.
A ese fenómeno le llamamos propiedad emergente, ocurre gracias a un holobionte y es parte de un proceso ecosistémico clave. Nuestro planeta tiene sus condiciones gracias a estos procesos, es vital mantenerlosConstanza Schapheer, entomóloga, Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile
Volvamos a las criaturas que descomponen materia orgánica, labor fundamental para tener suelos sanos que sostienen, por ejemplo, la agricultura. Si la degradación de dicha materia estuviera a cargo solo de microorganismos, sería muy lenta (debido a su diminuta talla), pero si poseen un compañero más grande —como un insecto— desarrollarán el proceso juntos con mayor rapidez y facilidad. Esto ocurre porque el animal, que los alberga en su tubo digestivo, tiene una mayor capacidad de desplazamiento y posee piezas bucales para fraccionar el material.
Schapheer explica que “a ese fenómeno le llamamos propiedad emergente, cuando esta propiedad ocurre gracias a un holobionte y es parte de un proceso ecosistémico clave, hablamos de un holobionte ecosistémico. Dentro de las razones por las que nuestro planeta tiene las condiciones que tiene es gracias a estos procesos, por lo cual es vital mantenerlos”.
Somos diversidad
Las crisis sanitarias, la pérdida de biodiversidad y el cambio climático son algunos de los grandes problemas que enfrentamos actualmente. Entre las múltiples consecuencias está la ruptura de las relaciones simbióticas, como la degradación de los suelos que priva a las plantas de sus hongos y bacterias simbiontes, o el aumento de la temperatura del mar que estresa a los corales, los que en respuesta expulsan a sus microalgas, detonando el blanqueamiento.
Asimismo, el uso desmedido de biocidas (como antibióticos o desinfectantes) aniquila microbios con los que hemos evolucionado.
Gilbert subraya que “ser un holobionte significa que somos producto de nuestro entorno de formas que antes no imaginábamos. Un entorno sano es necesario para individuos sanos. Esto significa que el entorno debe ser sano para los microbios que necesitamos para que nuestro cuerpo funcione, así como para los microbios que ayudan a formar las plantas que comemos”.
Por ello, pensar en “modo holobionte” podría aportar tanto en la comprensión de los fenómenos como en posibles soluciones.
“Para la conservación de especies, más que conservar el individuo, deberíamos enfocarnos en conservar unidades funcionales, es decir, al conjunto de seres que componen al holobionte. De esa forma se consideraría a los organismos y procesos ecosistémicos para que el planeta siga funcionando”, asevera Schapheer.
Pero para Dorador también hay una lección de humildad: “Somos un ecosistema, donde también es importante compartir y cooperar. La simbiosis masiva que existe en el planeta y los holobiontes abren caminos para entender problemas complejos y nos ayudan a posicionarnos desde la diversidad”.
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