Los diminutos microbios que habitan en el interior de los animales son capaces de influir en la evolución de una especie

Un trabajo científico liderado por el investigador del Departamento de Zoología de la Universidad de Granada y de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EE UU) Jorge Doña Reguera ha estudiado las variaciones que se producen en el microbioma –es decir, en los microbios que viven en el cuerpo de un animal-. El análisis, que se ha centrado concretamente en los piojos de la foca anillada, ha permitido comprender mejor el motivo por el que animales de una misma especie tienen microbiomas diferentes.

Piojos Echinophthirius horridus. Autor: Tommi Nyman, Department of Ecosystems in the Barents Region, Norwegian Institute of Bioeconomy Research, Svanvik, Norway.

Estos microbios producen efectos muy importantes en prácticamente todos los aspectos de la biología del hospedador, tales como la protección frente a parásitos o procesos de evolución adaptativa. En este sentido, por ejemplo, se ha demostrado que los ratones de laboratorio que poseen una especie de bacteria concreta (o dicho de otra forma, un microbioma dado) son más resistentes a la infección por el patógeno Salmonella.

Por otro lado, en la mosca de la fruta se ha conseguido demostrar que la variación experimental de los microbiomas (modificar artificialmente el microbioma de unos individuos) conduce a cambios en las frecuencias alélicas entre poblaciones, que no son más que modificaciones en las variantes de los genes que fueron más abundantes o menos en esas poblaciones debido a la alteración del microbioma.

“Los microbiomas funcionan también, por tanto, como un agente selectivo, de la misma forma que los predadores determinan la evolución de las presas, por ejemplo, depredando a las presas más lentas, los microbiomas harían algo parecido con sus hospedadores”, detalla el investigador Jorge Doña.

¿Tienen animales de una misma especie microbiomas diferentes?

Existe un amplio consenso científico en torno a que los individuos de una misma especie, por ejemplo los humanos, tienen microbiomas más parecidos entre sí que comparados con otras especies, como los chimpancés.

“Si comparamos el microbioma de dos personas cualesquiera, estos serán más parecidos entre sí que si lo hacemos entre un humano y un chimpancé”, detalla Doña. A este proceso se le conoce como ‘phylosymbiosis’.

Focas anilladas. Autora: Mervi Kunnasranta, Department of Environmental and Biological Sciences, University of Eastern Finland, Joensuu, Finland.

“Sin embargo, por debajo del nivel de especie, la cuestión está menos clara. Entre los factores más estudiados capaces de provocar cambios del microbioma se encuentran la dieta -diferencias en la dieta de distintos individuos conducen a diferentes microbiomas-, los procesos de interacción entre los propios microorganismos y la interacción individuo-microorganismo, por ejemplo, las composiciones microbianas, que pueden estar reguladas por el sistema inmune del hospedador”, amplía el investigador.

Otro factor importante podría ser la estructura genética poblacional, que es el eje de estudio de este trabajo científico. “Queríamos ver si los microbiomas de individuos de una misma población eran más parecidos entre sí que en comparación con aquellos de otras poblaciones”, expone Jorge Doña.

Uno de los aspectos más destacados en el caso del piojo que habita en la foca anillada, objeto de estudio en esta investigación, es que estos organismos son ectoparásitos permanentes, lo que significa que desarrollan todo su ciclo de vida en el mismo hospedador. Este aspecto permite aislar otros factores que pueden estar explicando la variación en la composición de los microbiomas. En la misma línea, la dieta es muy homogénea entre los individuos de una misma especie (la sangre de su hospedador), lo cual la convierte en buen sistema gracias al que controlar la variación en microbiomas de distintos individuos (la dieta entre piojos de la misma población es idéntica: la sangre de la foca en la que viven).

Referencia bibliográfica:

Doña, J., Virrueta Herrera, S., Nyman, T., Kunnasranta, M., & Johnson, K. P. (2021). Patterns of microbiome variation among infrapopulations of permanent bloodsucking parasites. Frontiers in microbiology, 12, 884