Puede que este artículo le haga replantearse quién es usted en realidad. Se sorprenderá al saber que es usted un holobionte. Aunque no se asuste, resulta ventajoso serlo, como comprenderá si continúa leyendo. 

La mitad de las células del organismo humano no son humanas, sino microorganismos a los que se les denomina microbiota. Habitan en distintos lugares, aunque la comunidad microbiana más relevante se encuentra en el intestino.

Tan estrecha es la relación establecida entre el ser humano y la microbiota, tanta la influencia de ésta sobre su metabolismo, sistema inmunitario e incluso la cognición y comportamiento social, que ha llevado a no pocos biólogos a concebir al ser humano como un holobionte.

QUÉ ES UN HOLOBIONTE

Un holobionte se define como una unidad viviente constituida por células de diversas especies. El término fue adoptado en primer lugar por la extraordinaria bióloga estadounidense Lynn Margulis. Lo utilizó para designar la relación simbiótica entre un macroorganismo (ya sea animal o vegetal) y los microorganismos. 

Desde esta perspectiva, el ser humano es un holobionte, es decir, una entidad viva formada por células humanas y microbianas. El componente humano y el  microbiano constituyen una totalidad, una integridad indivisible. Ambos aportan sus respectivos genomas en beneficio de la unidad. La suma de ambos materiales genéticos ha sido llamada hologenoma.

Así las cosas, no sería el ser humano, independientemente de su microbioma, el que enfrentaría, a través de la información codificada en su genoma, los diversos problemas que plantea un ambiente cambiante, sino el holobionte, por medio de su hologenoma.

LA GUERRA DE LOS MUNDOS

Nada mejor para comprender el concepto de holobionte y sus implicaciones que traer a colación la obra de ciencia ficción del escritor británico Herbert George Wells «La guerra de los mundos». En esta novela, llevada a la gran pantalla por Steven Spilberg, el ser humano es atacado por alienígenas con muy malas intenciones.

Cuando todo está perdido y la especie humana se encuentra al borde de la extinción, hacen aparición las bacterias. Estas no se comportan como enemigos terroríficos, sino todo lo contrario: se convierten en el único aliado del ser humano. Ambos, seres humanos y bacterias, formando una unidad indisoluble, hacen frente al problema extraterrestre. 

La clarividente intuición de H. G. Wells anticipó la teoría del holobionte. 

Por tanto, y parafraseando al insigne filósofo español José Ortega y Gasset “Usted es usted y su microbiota”. Usted no es usted independientemente de su microbiota. Usted es una unidad viviente formada por un componente humano y otro microbiano, es decir, un holobionte.

LAS BACTERIAS: NUESTRAS GRANDES ALIADAS

Una aclaración antes de continuar. La microbiota es el conjunto de microorganismos que se relacionan con el ser humano. El microbioma es el material genético de los microorganismos. Aunque diferentes, usaremos los términos de modo indistinto para no liar al lector. 

A estas alturas, considerando toda la evidencia disponible, no es posible pensar que el ser humano pueda desarrollarse independientemente de su microbioma. No cabe duda de que podría seguir viviendo aunque no estableciese la habitual relación de simbiosis con la microbiota; no obstante, sus condiciones de existencia y capacidad de supervivencia se verían notablemente maltrechas.

La extraordinaria actividad metabólica de nuestro órgano microbiano, guiada por el conjunto de genomas microbianos, nos proporciona una ventaja adaptativa de valor incalculable.

• Proporciona energía para los enterocitos. Algunos autores calculan en un 30% el aporte calórico de los seres microscópicos que habitan con nosotros
• Aportan nutrientes para el resto de la economía orgánica, esenciales muchos de ellos.
• Desempeña funciones en la digestión de los alimentos –algunos indigeribles, lo que suple las deficiencias enzimáticas del ser humano-.
• Participa en la absorción de los nutrientes y reduce los antinutrientes de la dieta.
• Contribuye en la inestimable labor de eliminación de tóxicos.
• Interviene en la defensa del intestino, así como en la activación y entrenamiento del sistema inmunológico.

Para saber más sobre la función del microbioma o flora intestinal léanse los post:

Microbioma, la caja de Pandora.

Microbioma, metabolismo y nutrición. 

EL HOLOBIONTE Y LA EVOLUCIÓN

El aluvión de pruebas sobre la fascinante y beneficiosa actividad funcional del microbioma, ha conducido a dos científicos por separado a pensar que tal vez las bacterias que hospedan nuestros intestinos jugaron un papel relevante en la evolución. Richard Jefferson y Eugene Rosenberg llegaron a las mismas conclusiones, denominando a su propuesta, como teoría hologenoma de la evolución.

Según postulan, no puede entenderse al ser humano en evolución independientemente de su microbioma, sino como una unidad constituida por ambos componentes, denominada holobionte. Dicho de otro modo, la capacidad de adaptación del ser humano no depende tanto de su genoma como del conjunto de genomas humano y bacteriano, llamado hologenoma. Por tanto, lo que evoluciona es el holobionte y el hologenoma.

La teoría de Jefferson y Rosenberg no cuenta con muchos seguidores entre la comunidad científica, debido a que devuelve a la vida, en cierta medida, la concepción lamarckiana de la evolución.

NEODARWINISMO

Antes de continuar, es preciso recordar de modo superficial las teorías evolutivas, con el objeto de que comprenda el papel activo del holobionte en la evolución.

En la actualidad, la teoría evolutiva predominante en la comunidad científica es el neodarwinismo o teoría sintética. Se trata de una síntesis entre el darwinismo original (Darwin) y los conocimientos de la genética. Los principios básicos de esta teoría son:

• Los organismos vienen de otros organismos semejantes y mantienen sus características gracias a la transmisión de genes de padres a hijos.
• Los organismos se caracterizan por su capacidad de variar y algunas de las variaciones que se observan en las poblaciones de organismos, que les capacitan para vivir más y dejar más descendencia, son consecuencia de las mutaciones.
• Las mutaciones son aleatorias, es decir, debidas al azar, y son independientes de cualquier cambio medioambiental. La mutación no se produce con el objeto de adaptar al organismo a un cambio ambiental.
• La selección natural actúa aumentando la frecuencia de los individuos más aptos, portadores de estas variaciones favorables. O dicho de otra manera, la selección natural interviene favoreciendo a unos y condenando a otros. Cuando las condiciones ambientales cambian, los individuos con estas variaciones beneficiosas sobreviven y se reproducen más.
• Dada la naturaleza aleatoria de la variación (mutación), el cambio evolutivo para los neodarwinistas no tendría ninguna finalidad o propósito y sería guiado por el más puro azar.

LAMARCKISMO

La teoría evolutiva de Darwin ha tenido desde su origen grandes detractores. Desde el principio tuvo que enfrentarse al lamarckismo, corriente de pensamiento que, aunque derrotada y perseguida, jamás fue eliminada del campo de batalla evolucionista.

Para Lamarck el organismo no es un ente pasivo, cuyas características, fruto de mutaciones azarosas, son promovidas o eliminadas por la selección natural. Por el contrario, tiene un rol activo. Las variaciones en las características de los organismos no se producen al azar, casual y espontáneamente, sino que tienen una finalidad. Son los organismos quienes producen las variaciones en respuesta a sus condiciones de vida (respuestas adaptativas al ambiente). En otras palabras, los organismos adquieren los rasgos adaptativos que les permiten sobrevivir en un entorno cambiante.

No es la fuerza ciega de la naturaleza (Selección Natural) la que moldea al individuo, sino una interna que responde a los cambios ambientales. Y, además, según Lamarck, esas variaciones de los organismos, producidas –no nos cansamos de repetirlo- con el fin de adaptarse al ambiente, son transmitidas de generación en generación.

Esta visión del escenario de la vida es menos constrictiva que la neodarwiniana, pues el interior del ser humano no está predeterminado de antemano, sino que se transforma en respuesta al ambiente.

Existe un enorme abismo filosófico entre las concepciones de ambas posturas científicas. Mientras la teoría sintética no ve en el cambio de los organismos ningún sentido ni dirección, tan sólo un ciego azar; el lamarckismo postula una finalidad evidente en la transformación: la adaptación.

VOLVAMOS AL HOLOBIONTE

Pese a que el microbioma del holobionte pasa de generación en generación, se sabe que su composición no es estable en el tiempo. Por el contrario, cambia y lo hace rápidamente en respuesta a modificaciones ambientales. El holobionte está constantemente adaptándose al ambiente. Esto es lamarckismo al más puro estilo.

Los cambios en la composición del microbioma no dan la impresión de ser causados por mutaciones azarosas y promovidos por la todopoderosa selección natural. Antes bien, parece que es el ecosistema microbiano el que cambia activamente para adaptarse a las circunstancias variables.

Por otro lado, pese a que la cooperación entre los organismos como mecanismo evolutivo no es nada nuevo, la teoría hologenoma de la evolución pone un gran énfasis en el papel que juega ésta. Esa es otra de las razones por la que la teoría sintética, que se resiste a derribar el dogma según el cual la selección natural se basa exclusivamente en la lucha y en la competencia, rechaza la teoría evolutiva de Jefferson y Rosenberg.

Veamos cómo y en qué condiciones el holobionte, a través de su microbioma, varía para adaptarse a las condiciones cambiantes de su entorno.

VARIABILIDAD DEL MICROBIOMA CON LA DIETA

Las interacciones entre el microbioma y la dieta son complejas y aún no se han desentrañado todos los mecanismos. Pero lo que resulta incuestionable es el hecho demostrado de que el tipo de dieta es uno de los factores ambientales que influyen en la constitución bacteriana del microbioma.

Se sabe que los hábitos dietéticos determinan de algún modo la composición del microbioma –y no al revés, como algunos postulan-. Un cambio en la dieta provoca una modificación, en cuestión de días, de la composición del ecosistema bacteriano residente en el intestino, que contribuirá a la digestión de los nuevos alimentos.

Un incremento del consumo de alimentos de fuentes animales aumentará la abundancia de bacterias que fermentan las proteínas y una disminución de aquellas especializadas en la metabolización de los hidratos de carbono de las plantas. Y al revés. Un aumento de la ingesta de alimentos vegetales, incrementará las bacterias que digieren la fibra y reducirá aquellas especializadas en los productos de origen animal.

LA VARIABILIDAD NO ES RESULTADO DEL AZAR

Evidentemente, al menos para nosotros, esto no es fruto de la casualidad. El microbioma se adapta a los hábitos dietéticos, de manera que proliferan las bacterias que mejor se adaptan al alimento consumido por el ser humano.

Pero no sólo cambia su composición bacteriana, sino la expresión de sus genes. Determinadas bacterias inducen la síntesis de ciertas enzimas porque en el ambiente intestinal hay presencia del sustrato metabolizable. En otras palabras, una bacteria que hasta el momento no producía lactasa comienza a hacerlo, al regular la expresión de algunos genes, cuando en la dieta aparece el disacárido lactosa. Al contrario, también sucede. Una bacteria puede inhibir la síntesis de un nutriente cuando éste se encuentra presente en la dieta.

La capacidad del microbioma para modificar su composición, así como la expresión de sus genes, permite abrir -cuando es necesario- rutas metabólicas inéditas para la digestión de los alimentos. Sin duda, esta propiedad incrementa sobremanera la aptitud del ser humano para enfrentarse a nuevos o cambiantes hábitats. En otras palabras, mejora su flexibilidad adaptativa.

VARIACIONES DEL MICROBIOMA EN RESPUESTA A CAMBIOS NO DIETÉTICOS

Si cuesta hacerse a la idea de que la composición del microbioma se modifica para adaptarse a la dieta, más difícil resultará creer que cambia con factores no nutricionales.

La exposición a un ambiente frío produce un cambio notable hacia un microbioma que se ha denominado microbioma de frío. Esta variante microbiana es capaz de mejorar el metabolismo energético, aumentando la sensibilidad a la insulina y facilitando la pérdida de grasa.

Más fascinante e increíble aún es que el cerebro también pueda comunicarse con el intestino y modificar su composición bacteriana. Recientes experimentos han dejado patente alteraciones del microbioma en ratones que, desde su nacimiento, han sido sometidos a estrés y ansiedad –al ser separados y unidos a su madre en reiteradas ocasiones-. Ardillas que viven en ambientes estresantes tienen menor diversidad bacteriana, relacionada con alteraciones metabólicas. Aunque no se conocen aún los mecanismos exactos, no cabe duda de que existe una circulación bidireccional de información a través del eje microbioma-intestino-cerebro.

LA ADAPTACIÓN DEL HOLOBIONTE

Para ejemplificar la fascinante ayuda que recibimos de las bacterias, hagamos un ejercicio de imaginación volviendo a la sabana.

LA VIDA EN LA SABANA

El holobionte hábil (Homo habilis) tuvo que vérselas con un hábitat hostil. Un entorno marcadamente estacional, en el que la densidad de recursos alimentarios era muy variable según la época y el año. La recolección de vegetales, aunque son inmóviles y requiere menos conocimiento técnico, lleva asociada un inconveniente: su bajo poder nutricional. Sin contar con que algunos alimentos necesitan un procesamiento largo para ser comestibles.

Hábil no tenía acceso a vegetales y fruta fresca, por lo que del reino vegetal debía conformarse con semillas, granos y alguna baya –principalmente durante la estación lluviosa-, raíces y bulbos.

La caza se asocia también a riesgos de importancia. Por un lado, la competencia constante con los depredadores, muy bien dotados biológicamente, tuvo que estresar mucho a hábil. Por otra parte, dada la movilidad de las especies cinegéticas, las partidas de caza con frecuencia debían regresar al campamento con las manos vacías. Cuando tenían éxito en la caza, la ración de proteína y grasa estaba asegurada.

Aunque siempre le quedaban otros recursos ricos en proteína y grasa, como los caracoles y los insectos. Sin duda, la escasez de alimento tuvo que ser una de sus mayores preocupaciones. Y el hambre una pesadilla horrible.

EL MICROBIOMA DEL HOLOBIONTE AL RESCATE

En este escenario no hay mejor aliado que un microbioma capaz de:

• Extraer energía extra de la dieta. 
• Aportar nutrientes esenciales, como la vitamina C -que muy probablemente escaseara en su alimentación-.
• Modificar rápidamente su composición y expresión genética para dar respuesta a las circunstancias cambiantes.

Si una nueva composición bacteriana trae como resultado la adquisición de una habilidad metabólica alternativa, que permite al organismo humano aprovechar alimentos no digeribles ni asimilables previamente de ningún modo, no es difícil llegar a la conclusión de que el microbioma pudo proporcionar al hombre hábil una ventaja adaptativa de extraordinaria envergadura para su supervivencia.

REFLEXIÓN FINAL

El imponente ego del ser humano se encuentra en un aprieto. El tan manido «yo» parece hundirse y la separación entre «yo y tú» deja de cobrar tanto sentido. Si se tienen en cuenta las evidencias aportadas, no somos lo que creemos. No constituimos un ser viviente separado del resto, porque todo nuestro organismo está plagado de otros seres que forman con nosotros una unidad indivisible.

Usted no existe separado de ellos, sino que vive gracias a ellos, con los cuales establece interacciones de mutua interdependencia.

Usted no es usted, como creía, sino que es usted y su microbioma. Una pareja unida, indisoluble, es decir un holobionte. 

 

P´REZ&MÜLLER

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