UNA VENTANA AL MUNDO DE LA PASIÓN CIENTÍFICA

Sobre microbiota, homínidos, y evolución


Texto por Dani Martínez

Normalmente no suelo escribir nada que esté relacionado con descubrimientos o investigaciones recientes. Es una de las “normas” de esta santa casa. Pero este artículo me pareció suficientemente interesante como para comentarlo en una pequeña entrada. Además, lo que dicen tiene suficiente sentido como para que al menos a priori no parezca una locura. Aunque bueno, como ya se sabe, estas cosas pueden cambiar de la noche a la mañana de una manera relativamente sencilla.

Ya os he hablado repetidas veces en esta página sobre el maravilloso mundo de los microbios que habitan con nosotros, como por ejemplo esta sobre taxonomía o esta sobre metabolismo. No cabe duda de que estos organismos han intervenido en cómo somos hoy en día, no solo los humanos sino prácticamente cualquier animal o planta del planeta que os podáis imaginar. Las bacterias y las arqueas están presentes en los más diversos rincones de la Tierra, y ahí han estado durante mucho más tiempo de lo que hemos estado nosotros. Sin embargo, los hospedadores también hemos jugado un papel en su historia evolutiva, y así lo intenta demostrar una reciente publicación en la revista Science [1]. Los responsables del artículo han comprobado que algunos de los componentes de la microbiota de los humanos, chimpancés, bonobos y gorilas han divergido entre sí con una estructura similar a la que encontramos en la divergencia de los homínidos. En la figura de abajo podemos ver el árbol evolutivo de estos cuatro grupos protagonistas de esta entrada.

captura-de-pantalla-2016-10-02-a-las-23-26-49

Árbol evolutivo de los homínidos. La longitud de las ramas del árbol está en millones de años.

Pues bien, ¿qué ha hecho esta gente? Hemos hablado de cómo poder extraer la información taxonómica de la microbiota. Sin embargo, y a pesar de que estos métodos son muy útiles para ver grosso modo lo que hay, dejan mucho que desear si lo que quieres ver son cambios más finos. Además, el gen del 16S no cambia con la suficiente rapidez como para detectar bien los cambios en el periodo de tiempo que estaban estudiando. Así pues, lo que han hecho ha sido escoger un gen muy conservado, una subunidad de una proteína llamada DNA girasa, que sirve para relajar la estructura del DNA en el proceso de replicación, y está presente en bacterias. Tras la amplificación de este gen, seleccionaron especies de dos filos diferentes: los bacteroidetes y las actinobacterias, y generaron los árboles filogenéticos correspondientes. Para el neófito en estos términos, un árbol filogenético es una representación de las relaciones evolutivas entre los diferentes organismos representados. Como podéis ver en las imágenes de abajo, se ve que la distribución y diferenciación de las especies de los bacteroidetes respetan muy bien el esquema general evolutivo de los homínidos. Sin embargo, hay dos hechos curiosos que vamos a detallar a continuación.

bac_trees

Lo primero de todo, vamos a aclarar un par de cosas. Como veis, tenemos tres árboles diferentes. Cada uno de ellos se ha hecho teniendo en cuenta la DNA girasa de una determinada especie solamente para poder formar el árbol. Lo siguiente son esos porcentajes que salen al lado de las siluetas, que se corresponde con el número de individuos muestreados que contenían dicha especie. Pues bien, el primer hecho curioso es que si os fijáis, los árboles A y B no contienen al humano, y el árbol C no contiene al gorila. Todos ellos conservan la estructura básica de la evolución de los homínidos, pero parece que los humanos y los gorilas no se ponen de acuerdo para aparecer a la vez. Recordemos que los gorilas son el grupo más lejano de los que estamos tratando, y se ha visto en estudios anteriores que la microbiota humana es algo más reducida que la de sus primos lejanos africanos. Este suceso podría ser debido a que los humanos perdimos ese linaje de bacterias. El segundo hecho curioso es que, en el árbol B, aparecen dos ramas internas separando bonobos y chimpancés en vez de una sola. Esto se parece bastante a cuando ocurre una duplicación de un gen, se produce proceso de especiación (en el que se separan las dos ramas desde un ancestro común), y cada una de las copias sigue un camino único. Sin embargo, en este caso no ha habido ninguna “duplicación de bacteria” sino que puede que este linaje de bacteroidetes se bifurcó antes de la especiación entre chimpancés y bonobos.

bif_tree

El siguiente árbol que aparece en el artículo es referente al filo de las actinobacterias, concretamente a una especie del género Bifidobacterium. En este árbol ya se ven a humanos y gorilas juntos pero no revueltos. Sin embargo, fijaos que los gorilas aparecen muy cerca también de los chimpancés y bonobos. ¿Cómo puede ser eso? Parece ser que hubo una transferencia de bifidobacterias entre estos grupos (gorilas y chimpancés/bonobos) un tiempo muy corto después de la especiación de ambos grupos. Y hablando de tiempos, los investigadores también calculan el tiempo de divergencia de estos grupos bacterianos para ver si se asemejan realmente con los tiempos de divergencia entre homínidos. Calcular estas cosas tiene su complicación, y las fechas que pueden salir son siempre aproximaciones, pero según se ve, el tiempo de divergencia entre unos y otros se parece algo a la historia evolutiva de los homínidos. No está mal.

Por último, y debido a que las muestras de humanos venían tanto de USA como de Malawi, se comparó la diversidad de los grupos estudiados en ambos lugares. Los resultados en este caso tampoco sorprenden ya que se ve que la diversidad de la microbiota de los norteamericanos en general es más reducida que la de los africanos. Quizá un buen reclamo en el futuro sería crear un McMenú con probióticos que incrementasen la diversidad bacteriana, quien sabe.

Referencias

[1] Moeller et al. Cospeciation of gut microbiota with hominids. 2016. Science. Enlace

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *