Nos gusta pensar que somos entidades autónomas, pero en realidad somos más como ecosistemas caminantes, llenos de bacterias, virus y otros microbios. Resulta que las diferencias en estos microbios podrían ser tan cruciales para la evolución y la variación natural como lo son las mutaciones genéticas.
Esta nueva perspectiva fue discutida en una publicación reciente por Seth Bordenstein, director del One Health Microbiome Center de Penn State, quien es profesor de biología y entomología y ocupa la cátedra Dorothy Foehr Huck y J. Lloyd Huck en Ciencias del Microbioma.
Bordenstein, junto con 21 colegas de todo el mundo, colectivamente conocidos como la Red de Biología Holobionte, proponen que comprender las relaciones entre los microbios y sus anfitriones llevará a una comprensión más profunda de la variación biológica.
Todos hemos oído el término evolución antes, pero ¿qué significa realmente?
"La definición de larga data de evolución es el proceso por el cual los seres vivos cambian con el tiempo debido a mutaciones graduales y adaptaciones a su entorno", explica Bordenstein.
Estas adaptaciones son comúnmente impulsadas por la selección natural, un proceso que implica que los rasgos ventajosos se transmitan a la descendencia.
Sin embargo, cuando incorporamos el microbioma, la colección de todos los microbios en y sobre un organismo huésped, el proceso de evolución se vuelve mucho más interesante y complejo.
Tradicionalmente, hemos mantenido separadas las formas de vida visibles e invisibles en la forma en que las consideramos y estudiamos. Muchos científicos todavía piensan en los microbios en términos de ruido de fondo o contaminantes menores.
Pero resulta que este enfoque puede haber subestimado a los microbios.
"Los microbios son la base de la biosfera", dice Bordenstein. "Cada organismo huésped vive en contacto y asociación con microbios, y esos microbios pueden causar variaciones en los rasgos."
Esta realización ha dado lugar a un nuevo concepto: la biología holobionte; una comprensión multidisciplinaria y holística de cómo las formas y funciones de la vida dependen de las relaciones entre microorganismos y sus anfitriones.
La biología holobionte considera a los organismos y los microbios con los que están inseparablemente vinculados como un todo, en lugar de como entidades separadas.
El campo de la biología categoriza tradicionalmente a los seres vivos en taxones. Pero la biología holobionte plantea una oportunidad desafiante y emocionante para repensar este marco.
"Estamos argumentando que los organismos no son autónomos. Existen, por definición, siempre en asociación y en contacto con microbios", explica Bordenstein.
Esta nueva forma de pensar podría abrir puertas para aprovechar el poder del microbioma para mejorar la salud, la resiliencia en la sostenibilidad ambiental y los avances en la agricultura.
Piense en ello: ¿y si pudiéramos usar microbios para combatir enfermedades crónicas como el cáncer o hacer que la agricultura sea más resistente al cambio climático?
El famoso tratado de Darwin, El origen de las especies, es una piedra angular de la biología moderna. Sin embargo, fue escrito pensando en especies de animales y plantas y no tuvo en cuenta la multitud de microbios invisibles que son parte de cada macroorganismo individual.
Ahora que sabemos mucho más sobre el papel fundamental de los microbios en la biosfera, podemos agregar una nueva capa a nuestra comprensión de la evolución.
En las décadas de 1920 a 1940, la biología fue testigo de una revolución conocida como la Síntesis Moderna, donde las leyes genéticas de Mendel se fusionaron con la teoría de la evolución de Darwin. Esto creó una explicación integral de cómo se desarrollan nuevas variaciones de forma y función a lo largo del tiempo.
Es posible que actualmente estemos al borde de otra revolución, una post-Síntesis Moderna. Como señala Bordenstein, ahora estamos teniendo en cuenta el papel de los microbios en nuestra comprensión de la genética y la evolución.
¿Cómo incorporamos esta nueva comprensión de la importancia de los microbios en la biología y evolución de todos los organismos? Los autores de la Red de Biología Holobionte afirman que esto debe comenzar con redefinir y reenseñar la biología.
"Estamos pensando en animales y plantas como un consorcio de células huésped y microbianas que influyen en la anatomía y la fisiología", explica Bordenstein.
También hay necesidad de nuevas herramientas analíticas para determinar la contribución de los microbios y cómo interactúan con la genética para explicar los rasgos. Una vez que tengamos estas herramientas analíticas en su lugar, podremos diseñar microbios y microbiomas tanto como podemos diseñar genes para obtener mejores resultados para los organismos.
Los microbios han estado aquí durante cuatro mil millones de años, y superan en número a las estrellas en el universo por órdenes de magnitud. Hay más bacterias en su boca que personas en el planeta. Han moldeado nuestro mundo de maneras que apenas comenzamos a comprender.
Las investigaciones muestran que también pueden desempeñar un papel en determinar quién es más propenso a desarrollar cáncer de colon, tener niveles altos de colesterol o un índice de masa corporal promedio. Después de todo, no solo contenemos nuestros propios genes, sino también los de los miles de millones de microorganismos que viven en y sobre nosotros.
"Lo que estamos aprendiendo hoy y en la última década es que a veces los microbios explican más variaciones de rasgos biológicos en los organismos que los genes", dice Bordenstein.
El futuro de la biología no reside solo en nuestros genes, sino también en las características de nuestros microbios asociados. A medida que avanzamos, recuerde esto: no somos entidades solitarias. Somos ecosistemas.