por Carmela García
O propio Darwin, cando introduciu a expresión “a loita pola existencia” na súa Teoría da Evolución, foi moi pródigo en matices para explicar como entendía o mecanismo da Selección Natural que permitía ao máis adaptado deixar máis descendencia. Así, Darwin encabezaba o capítulo sobre a loita pola existencia dicindo: “Debo advertir ante todo que uso esta expresión en sentido amplo e metafórico, que inclúe a dependencia de un ser respecto de outro…”; e máis adiante, “unha planta no límite dun deserto loita pola vida contra a secura, aínda que sería máis propio dicir que depende da humidade”.
Podemos dicir que tanto a cooperación entre organismos da mesma especie como a simbiose con beneficio mutuo entre especies distintas, lonxe de ser anecdóticas, están involucradas na evolución desde os primeiros momentos da historia da vida.
Darwin, por suposto, describe a competencia que existe no mundo natural cando di que de “varias plantiñas de visgo que crecen moi xuntas sobre a mesma rama pode dicirse que loitan mutuamente”, pero engade tamén que “como o visgo é diseminado polos paxaros, a súa existencia depende deles, e pode dicirse metaforicamente que loita con outras plantas tentando aos paxaros para tragar e diseminar deste xeito as súas sementes. Nestes sentidos, que pasan insensiblemente dun a outro, emprego por razón de conveniencia a expresión xeral de loita pola existencia”.
As coidadosas observacións do naturalista inglés mostran como en moitos casos o éxito na supervivencia se logra mediante a “dependencia dun ser respecto a outro”, e chamou a atención sobre “a complexidade infinita das relacións dos seres orgánicos”. Ademais, á pregunta de como a selección natural pode conducir a un comportamento cooperativo, a bioloxía evolutiva vén achegando dende hai tempo explicacións sobre como pode verse favorecida a cooperación entre parentes xenéticos, entre grupos que cooperan ou entre membros de especies distintas.
Relacións de cooperación entre especies
Sen entrar nas interesantes discusións suscitadas no século XX sobre os mecanismos da evolución, aquí analízanse brevemente algúns dos exemplos que avalan o papel fundamental da cooperación na historia da vida. Podemos dicir que tanto a cooperación entre organismos da mesma especie como a simbiose con beneficio mutuo entre especies distintas, lonxe de ser anecdóticas, están involucradas na evolución desde os primeiros momentos da historia da vida. Podemos identificar estas relacións en todos os niveis da bioloxía e podemos afirmar que foron esenciais ao longo da evolución non só para a adquisición de novidades, de novos niveis de organización, senón na maior parte dos procesos que determinan a supervivencia en ambientes extremos e que permitiron a conquista doutros novos. Estas relacións poden explicar aspectos da evolución dos xenomas (como o intercambio de xenes entre bacterias que incrementa a variabilidade xenética e a resistencia en condicións adversas); da evolución das células (aparición da eucariota como consorcio de procariotas previas); da aparición dos organismos pluricelulares (como asociación de unicelulares); da adaptación das especies a novos ambientes (a conquista da terra polas plantas); da organización social dos animais (colonias de pólipos, sociedades de insectos e outras especies); ou da supervivencia e saúde dos organismos (rol do microbioma nos animais). Vexamos con máis detalle algúns destes casos.
En 1967, Lynn Margulis publicou a súa hipótese sobre a orixe da célula eucariota por endosimbiose primitiva entre bacterias. Así, as células eucariotas, máis complexas, orixináronse a partir das células procariotas, mediante unha asociación íntima entre estas sinxelas formas de vida. Noutras palabras, certas bacterias engulirían e manterían no seu interior a outras bacterias capaces de empregar osíxeno na combustión de glicosa e capaces de realizar a fotosíntese, de forma que, co paso do tempo, estes consorcios entre especies fixéronse permanentes e orixinaron os orgánulos enerxéticos das células eucariotas: cloroplastos e mitocondrias.
A maioría das bacterias, aínda que pareza o contrario, non viven illadas, senón en comunidades embebidas nunha matriz mucosa de polisacáridos e proteínas, formando biopelículas sobre diversas superficies ou sobre outros organismos.
A forza evolutiva que xerou o novo tipo de células eucariotas, con compartimentos especializados, segundo Margulis, non foi a acumulación de pequenas mutacións capaces de determinar os novos orgánulos celulares, senón unha suma de estruturas bacterianas que xa existían previamente e que xeraron a novidade a través da asociación. Aínda que a comunidade científica acolleu esta idea con moitas reticencias, co tempo acumuláronse evidencias que levaron a admitir a orixe endosimbiótica de mitocondrias e cloroplastos. Margulis apoiou a súa hipótese en numerosos exemplos de endosimbiose actuais entre microorganismos que engolen células fotosintéticas e mantéñenas no seu interior producindo e compartindo alimento.
Hoxendía ben podemos dicir que a cooperación e a simbiose está xeneralizada entre os microorganismos. A maioría das bacterias, aínda que pareza o contrario, non viven illadas, senón en comunidades embebidas nunha matriz mucosa de polisacáridos e proteínas, formando biopelículas sobre diversas superficies ou sobre outros organismos. Incluso as bacterias que viven no tubo dixestivo de mamíferos, como as que dixiren a celulosa no bandullo dos ruminantes ou viven nos intestinos doutras especies, forman biopelículas. Estes tapices microbianos ofrecen acubillo impedindo a exposición das células a axentes antimicrobianos, e outorgan protección fronte a condicións adversas como a desecación ou cambios de temperatura, facilitan o intercambio de xenes entre bacterias e o intercambio de metabolitos. Estas asociacións danse mesmo entre especies distintas e son esenciais na supervivencia das bacterias, primeiros organismos en poboar a Terra e que xa ensaiaron a cooperación desde as súas orixes.
A historia das plantas é outro exemplo da relevancia das relacións simbióticas. A conquista do medio terrestre e o éxito evolutivo das plantas está ligado á relación estreita e estable que estas estableceron desde fai preto de 500 millóns de anos, no Paleozoico, con diferentes especies de fungos; unha cooperación con extraordinarios beneficios para ambos organismos que foi crucial na supervivencia das plantas nos cambiantes ambientes terrestres, na defensa fronte á secura e na súa expansión por case todo o planeta. As microscópicas hifas filamentosas que forman o corpo dos fungos asócianse ás raíces das plantas, carrexando e abastecendo de auga e nutrientes inorgánicos colleitados na enorme extensión de chan que abarca o fungo e que supera con moito o volume de chan que alcanzan as raíces da planta. O fungo aumenta pois a capacidade de absorción de nitróxeno, de fósforo e de auga, favorecendo que a planta colonice chans máis secos, fabrique os seus compoñentes celulares orgánicos mediante a fotosíntese, creza e reprodúzase. A glicosa, rica en enerxía, fabricada pola planta e outros nutrientes orgánicos son compartidos co fungo, que non realiza fotosíntese pero recibe desde xeito alimento orgánico seguro.
Ademais, os fungos protexen ás plantas da infección por parte de especies de bacterias e outros posibles patóxenos. Do éxito evolutivo desta simbiose dá testemuño a ubicuidade desta relación, estendida entre a maioría das plantas actuais, tanto silvestres como cultivadas, e en todos os biomas da Terra desde as rexións boreais e tépedas, ata as tropicais. No planeta actual, o 95% das plantas establecen relacións de simbiose con fungos, unhas 6000 especies de fungos. Os fungos son famosos entre xardineiros e agricultores polas infeccións que producen algunhas especies patóxenas, pero afortunadamente estes son unha minoría en comparación cos beneficios que as plantas obteñen da maioría das especies.
A cooperación entre os animais e no noso corpo
Entre os animais son ben coñecidos os casos de organización social e cooperación, como a dos insectos e de moitas outras especies, desde formas sinxelas como os pólipos coloniais ata as sociedades de primates. E practicamente non hai especie animal que non estableza complexas relacións de simbiose con outras especies, entre elas con microorganismos, como estamos a desentrañar nas últimas décadas. O microbioma humano é un exemplo de asociación entre animais e microbios que está amplamente xeneralizada.
A análise de ADN con técnicas de metaxenómica permítenos hoxe identificar mellor a diversidade enorme de microorganismos que viven no noso corpo e estamos a desentrañar o seu rol esencial na nosa saúde. Aloxados na pel, a vaxina, as vías respiratorias, urinarias e dixestivas, e sobre todo no intestino, conviven connosco billóns de bacterias, virus e fungos. É o chamado microbioma, un continxente de, como mínimo, tantos microorganismos como células ten o noso corpo, talvez moitísimos máis. Os máis coñecidos, as bacterias do intestino, foron entendidas no seu día como comensais neutros que se alimentaban dos nosos refugallos. Pero descubrimos que o microbioma humano é un complexo e dinámico ecosistema cun papel crave no funcionamento do noso corpo e nos equilibrios que definen a nosa saúde.
A análise de ADN permítenos hoxe identificar mellor a diversidade enorme de microorganismos que viven no noso corpo. Aloxados na pel, a vaxina, as vías respiratorias, urinarias e dixestivas, e sobre todo no intestino, conviven connosco billóns de bacterias, virus e fungos.
Estas comunidades microbianas teñen en realidade un comportamento simbiótico, pois colaboran na nosa nutrición fabricando vitaminas que nós absorbemos, producindo enzimas que dixiren os alimentos como nós non podemos facer, e mesmo desempeñan un importante papel no mantemento da mucosa intestinal e a súa funcionalidade necesaria para a absorción de nutrientes; e recententemente pensamos que colaboran no control da proliferación celular na parede do intestino. Ademais, estamos descubrindo que establecen unha especie de diálogo co noso sistema inmune e mesmo co sistema nervioso. Empézase a ver o papel do microbioma na maduración do noso sistema inmune e asóciase a alteración do microbioma, chamada disbiose, con enfermidades de tipo inflamatorio da parede dixestiva e outros trastornos autoinmunes, e, finalmente, acéptase o seu rol na protección ante infeccións xa que a súa presencia dificulta a infección de outros patóxenos. Recentemente, empezamos a falar dunha relación entre a alteración na composición do microbioma e certos procesos neurodexenerativos.
Sabiamos que dependemos dun complexo sistema de interaccións co medio e, agora, engadimos todas as interconexións cos microorganismos que habitan no noso corpo, que evolucionaron connosco ao longo da historia da nosa especie, consolidando unha relación de mutuo beneficio. Poderiamos, pois, ver o microbioma como un “órgano” imprescindible para a vida e a saúde. Para algúns autores estase a reformular a forma mesma de entendernos, pois ben podería dicirse que o que somos, o que facemos para sobrevivir, non depende xa só dos nosos propios xenes, non só dos nosos órganos, senón que somos tamén o que fan os billóns de microorganismo que viven ordinariamente connosco.
Todo isto ten consecuencias non só para entender a evolución – podemos concluír que, nin sobrevivimos sós, nin evolucionamos exclusivamente pola competencia dos nosos xenes- senón tamén para entender a enfermidade e a saúde, para concibir novas terapias e hábitos de prevención que inclúan a saúde do microbioma. Esta visión da complexidade das relacións entre organismos permite, tamén, orientar a agricultura, a conservación da natureza con prácticas que reforcen as interaccións complexas en lugar de suprimilas ou tentar substituílas.
Finalmente, este enfoque afecta tamén á forma de entender que é a individualidade, que é un organismo, onde reside a súa identidade. Ben poderiamos afirmar que somos ecosistemas de moitas partes que interactúan, unha multitude orquestrada e trabada por miles de anos de evolución.
Fronte a idea de loita e competencia, a cooperación nas súas diversas dimensións estase a revelar como unha pauta capital na evolución.
