Qu¨¦ es el holobionte y por qu¨¦ puede cambiar nuestra forma de entender el mundo

En la naturaleza reina la competencia y el m¨¢s fuerte sobrevive. O al menos eso hemos escuchado con frecuencia. Sin embargo, el planeta es mucho m¨¢s complicado que eso, pues los terr¨ªcolas 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 c¨®mo 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 asociaci¨®n de diferentes especies que se transforman en una unidad ecol¨®gica. En otras palabras, cuando un animal o planta (anfitri¨®n) vive en simbiosis con los microorganismos que hospeda (hu¨¦spedes o simbiontes), es un holobionte. Algo as¨ª como un conjunto de seres fusionados o un complejo multi-especie.

Scott F. Gilbert, bi¨®logo evolutivo del desarrollo, profesor em¨¦rito de la c¨¢tedra Howard A. Schneiderman en el Swarthmore College y profesor em¨¦rito y distinguido en la Universidad de Helsinki, lo explica as¨ª: ¡°Todos los organismos parecen ser holobiontes, y nosotros estamos compuestos no solo de las c¨¦lulas derivadas del cigoto, sino tambi¨¦n de bacterias, hongos y virus simbi¨®ticos. Cada animal es un bioma, un conjunto de ecosistemas interactivos. Adem¨¢s, estos microbios simbi¨®ticos no solo viajan con nosotros. Ayudan a crear nuestros cuerpos, regulan nuestros procesos metab¨®licos 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 tambi¨¦n de bacterias, hongos y virus simbi¨®ticos. Cada animal es un bioma, un conjunto de ecosistemas interactivos

Scott F. Gilbert, bi¨®logo evolutivo del desarrollo, profesor em¨¦rito en Swarthmore College

De hecho, nuestro v¨ªnculo 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 ec¨®loga microbiana y acad¨¦mica de la Universidad de Antofagasta Cristina Dorador, ¡°el holobionte nos invita a pensar en distintas magnitudes. Pareciera que lo microsc¨®pico y lo inmenso no conversan, pero en realidad s¨ª¡±. As¨ª lo ha revelado el avance tecnol¨®gico. ¡°El gran paso fue en la d¨¦cada del 2010 con las t¨¦cnicas de secuenciaci¨®n masiva de ADN, porque se descubrieron grupos microbianos completos que eran invisibles para las t¨¦cnicas cl¨¢sicas. Adem¨¢s, el Proyecto Microbioma Humano dio a conocer la diversidad microbiana en el cuerpo humano, echando por tierra algunas teor¨ªas que hab¨ªa en ese entonces¡±, agrega.

Humano microbiano

Quiz¨¢ el ejemplo m¨¢s 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 anat¨®mico, aproximadamente la mitad de las c¨¦lulas del cuerpo humano son microbianas. Adem¨¢s, cada especie de microbio no est¨¢ 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 tambi¨¦n juegan un rol en enfermedades que van desde la depresi¨®n hasta el c¨¢ncer. En efecto, los tumores tienen un microbioma asociado y la presencia de estos microorganismos explicar¨ªa por qu¨¦ algunas personas son m¨¢s sensibles a inmunoterapia.

En otro ¨¢mbito, hay estudios que muestran que el reemplazo de bacterias en el intestino ayudar¨ªa a disminuir el comportamiento de tipo autista en ratas. Dorador, quien particip¨® en una investigaci¨®n sobre autismo y microbiota, cuenta que ¡°se ha reportado que alrededor del 40% de las personas en el espectro autista tienen alg¨²n 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 c¨®mo ocurre, est¨¢ generando unos metabolitos o productos que alteran de alguna forma la funci¨®n neuronal¡±. Claramente, hay mucho por desentra?ar a¨²n.

Equipo m¨¢s que individuo

El holobionte genera nuevas caracter¨ªsticas morfol¨®gicas, fisiol¨®gicas, inmunol¨®gicas, entre otras, que no existen en las especies por separado.

El ejemplo favorito de la entom¨®loga 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 podr¨ªa. La adquisici¨®n de simbiontes intestinales fue clave en la evoluci¨®n de estos insectos. Ejemplos similares hay much¨ªsimos en la naturaleza, dentro de los m¨¢s paradigm¨¢ticos est¨¢n los l¨ªquenes y corales¡±, precisa la tambi¨¦n investigadora postdoctoral de la Facultad de Ciencias Agron¨®micas 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 simbi¨®ticos, ubicados en su rumen, se encargan de procesar lo que estos mam¨ªferos no pueden.

Lo que consideramos un ¡®organismo¡¯ es, en realidad, un conjunto de organismos integrados. Por ello, cient¨ªficos y fil¨®sofos cuestionan la existencia del ¡®individuo¡¯ como lo entendemos usualmente

Adem¨¢s, algunos cambian cuando adquieren nuevos microorganismos. El bi¨®logo estadounidense ejemplifica con el escarabajo rojo de la trementina: ¡°Es una plaga menor en Estados Unidos, donde sus hongos simbi¨®ticos excavan agujeros en los ¨¢rboles da?ados. Sin embargo, cuando se export¨® accidentalmente a China, el escarabajo obtuvo un nuevo conjunto de hongos simbiontes que le permitieron hacer agujeros en ¨¢rboles sanos, mat¨¢ndolos¡±.

O sea, lo que consideramos un ¡°organismo¡± ser¨ªa, en realidad, un conjunto de organismos integrados. Por ello, cient¨ªficos y fil¨®sofos, como Gilbert y sus colegas, han cuestionado la misma existencia del ¡°individuo¡± como lo entendemos usualmente.

¡°Hemos evolucionado para esperar estos microbios simbi¨®ticos y sus se?ales. As¨ª 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¡±, se?ala el cient¨ªfico, quien tambi¨¦n ha participado en el libro Microhabitable.

Su importancia en la naturaleza

Entendernos como holobiontes no solo tiene implicaciones para nuestra salud, sino tambi¨¦n 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 v¨ªnculos que tejen sus macro y micro habitantes.

Esto inspir¨® a Schapheer junto a otras colegas a proponer el concepto de ¡°holobionte ecosist¨¦mico¡± que se refiere a un holobionte que lleva a cabo procesos ecol¨®gicos clave para la conservaci¨®n de la naturaleza.

A ese fen¨®meno le llamamos propiedad emergente, ocurre gracias a un holobionte y es parte de un proceso ecosist¨¦mico clave. Nuestro planeta tiene sus condiciones gracias a estos procesos, es vital mantenerlos

Constanza Schapheer, entom¨®loga, Ciencias Agron¨®micas de la Universidad de Chile

Volvamos a las criaturas que descomponen materia org¨¢nica, labor fundamental para tener suelos sanos que sostienen, por ejemplo, la agricultura. Si la degradaci¨®n de dicha materia estuviera a cargo solo de microorganismos, ser¨ªa muy lenta (debido a su diminuta talla), pero si poseen un compa?ero m¨¢s grande ¡ªcomo un insecto¡ª desarrollar¨¢n 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 fen¨®meno le llamamos propiedad emergente, cuando esta propiedad ocurre gracias a un holobionte y es parte de un proceso ecosist¨¦mico clave, hablamos de un holobionte ecosist¨¦mico. 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 p¨¦rdida de biodiversidad y el cambio clim¨¢tico son algunos de los grandes problemas que enfrentamos actualmente. Entre las m¨²ltiples consecuencias est¨¢ la ruptura de las relaciones simbi¨®ticas, como la degradaci¨®n 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 antibi¨®ticos 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 imagin¨¢bamos. 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, as¨ª como para los microbios que ayudan a formar las plantas que comemos¡±.

Por ello, pensar en ¡°modo holobionte¡± podr¨ªa aportar tanto en la comprensi¨®n de los fen¨®menos como en posibles soluciones.

¡°Para la conservaci¨®n de especies, m¨¢s que conservar el individuo, deber¨ªamos enfocarnos en conservar unidades funcionales, es decir, al conjunto de seres que componen al holobionte. De esa forma se considerar¨ªa a los organismos y procesos ecosist¨¦micos para que el planeta siga funcionando¡±, asevera Schapheer.

Pero para Dorador tambi¨¦n hay una lecci¨®n de humildad: ¡°Somos un ecosistema, donde tambi¨¦n 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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