En los últimos años ha surgido una tendencia a considerar a los organismos pluricelulares como una comunidad formada por el organismo pluricelular y los microorganismos que habitan en él. Es lo que se denomina hologenómica, alrededor de la cual se ha desarrollado una teoría evolutiva que explicaremos a continuación.
Antes de nada, vamos a aclarar la terminología utilizada en este campo de estudio:
- Holobionte es aquel complejo formado por el organismo principal (hospedador) y los microorganismos que viven en él (huéspedes).
- El conjunto de microorganismos que habitan el cuerpo del hospedador se denomina microbiota.
- El genoma de la microbiota se denomina microbioma. Es interesante destacar que la suma de los genes microbianos es mayor al número de genes del hospedador.
- El holobionte posee el genoma del hospedador y el de los huéspedes (microbioma) y esta suma se denomina hologenoma.
En 1991, Lynn Margulis utilizó el término holobionte por primera vez en un capítulo de uno de sus libros. Este término deriva del griego holos (todo, entero) y bio (vida). Holobionte ha sido usado, generalmente, para hablar de la asociación entre animal, alga y bacteria que se da en los corales. Pero recientemente se ha extendido su uso para referirse a otros organismos y su microbiota.
La visión hologenómica de la evolución tiene sus inicios en 1994, en la conferencia dada por Richard Jefferson en Nueva York. En 2007, fue desarrollada por dos autores de forma independiente, Eugene Rosenberg y Ilana Zilber-Rosenberg. Ambos mantienen que el microbioma es más susceptible a sufrir cambios que el genoma del hospedador por lo que debe considerarse la microbiota como pieza fundamental en la evolución del individuo. Es por esto que hablamos del holobionte como unidad de selección y no solo del hospedador (Bordenstein y Theis, 2015).
Podéis ver dicha conferencia en el siguiente canal de YouTube: http://bit.ly/2jwkCD8
Por otro lado, sabemos que la composición de la microbiota va cambiando a lo largo de la vida del individuo por lo que algunos estudios sugieren que debe primar la contribución metabólica que provee la microbiota al hospedador antes que su composición. Esto se debe a que el aporte al metabolismo de los individuos se mantiene a lo largo de la evolución, constituyendo una unidad de selección (http://bit.ly/2h9j7dn).
Hay que tener en cuenta que los organismos incorporan parte de su microbiota del medio ambiente, pero otra es heredada de sus progenitores. Un conocido ejemplo se da en los seres humanos ya que, durante la estancia en el útero, la salida por el canal del parto y la lactancia, se produce un transvase de microorganismos de la madre hacia el bebé.
Esta nueva manera de entender a los organismos como comunidades y no como seres individuales obliga a replantearse los mecanismos evolutivos. Las distintas especies establecen una simbiosis que se mantiene a lo largo del tiempo, siendo los organismos más beneficiosos los que permanecen en el hospedador. Por lo tanto, se da una evolución paralela entre hospedador y huéspedes. Esto es lo que algunos autores denominan como filosimbiosis.
Los investigadores comprobaron que las especies más cercanas evolutivamente tenían una microbiota similar. Pero cuando cambiaban la microbiota de un organismo por la de otro similar, no obtenían buenos resultados por lo que concluyeron que la microbiota endógena seguía siendo la más funcional para el organismo.
La composición de la microbiota no depende exclusivamente de la dieta o del ambiente, sino que es seleccionada según las necesidades del organismo. La microbiota juega un papel fundamental en la reproducción y el bienestar del individuo (http://bit.ly/2y62DGa).
Entre los invertebrados, el ejemplo más conocido es el coral. Este organismo actúa como hospedador de algas zooxantelas y bacterias. Las algas simbiontes le aportan alimento y color al coral. Debido al cambio climático, algunas de estas algas simbiontes están muriendo, dejando a los corales sin sus llamativos colores (proceso denominado blanqueamiento). Por otro lado, las bacterias que habitan en estos corales los protegen contra infecciones por lo que su desaparición, deja al coral a merced de las enfermedades. Esta asociación tan compleja vive en un delicado equilibrio que el ser humano está poniendo en peligro (http://bit.ly/2f2aIE3).
Otro caso se dan en los insectos, donde la microbiota modula la segregación de feromonas, influyendo así en la reproducción.
En cuanto a las aplicaciones de estos conocimientos, sabemos que los antibióticos y otras sustancias pueden alterar nuestra microbiota y por lo tanto, interferir en nuestra salud. Es necesario determinar el papel que juegan estos microorganismos en la salud del individuo para poder esclarecer cómo afectan estas sustancias al holobionte.
La medicina se ve beneficiada con el estudio de la microbiota como un “órgano” más del cuerpo ya que muchas afecciones de las que se desconoce el origen podrían ser causadas por su desequilibrio. Por ejemplo, las enfermedades relacionadas con el tracto digestivo. Se ha demostrado que la obesidad y las patologías asociadas a ella están íntimamente relacionadas con nuestra microbiota intestinal y los trasplantes de esta contribuyen a su mejora (especialmente en la infección por Clostridium difficile) (http://tinyurl.com/z4rgplo).
Hasta ahora, la taxonomía separaba y clasificaba a los individuos sin tener en cuenta las relaciones establecidas entre ellos. Por ello, esta teoría obliga a revisar los conceptos tradicionalmente aceptados como el de individuo pues el paradigma ha cambiado. Quizá este sea el principio de una nueva ciencia de la clasificación.
Es difícil determinar el impacto de estos hallazgos pero desde mi punto de vista, apenas hemos empezado a rascar la superficie de lo que podría significar un giro de 360 grados a cómo entendemos los organismos y los ecosistemas.
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