viernes, noviembre 11, 2016

Parásitos, el poder en la sombra (Entrevista a Carl Zimmer)

Desde hace eones hay una estrella no muy grande que derrama su luz sobre un planeta no muy grande en el que abunda el agua. En dicho planeta surgieron, casi desde su formación, complejos procesos químicos que dieron origen, de un modo que todavía no está claro, a una nueva forma de organización de la materia conocida como Vida, cuyas características más reseñables son su capacidad de desafiar las leyes de la termodinámica que conducen todas las interacciones químicas a un equilibrio inerte y la capacidad aparejada de reproducir el sistema abierto que hace factible dicho desafío. A partir de estos nada humildes orígenes, que constituían ni más ni menos que la emancipación de la nada del caos, la Vida evolucionó, es decir, cambió a lo largo del tiempo, y se expandió y diversificó, haciéndose más compleja: eso aún innominado que ahora llamamos Vida proliferó. La energía necesaria para mantener el proceso en marcha pudo en un principio proceder de fenómenos geotérmicos, pero lo que realmente dio origen a la Revolución Industrial Bioquímica de la Vida fue el uso de la energía proveniente de la luz solar para construir moléculas que conservaban parte de dicha energía lumínica en forma de energía química en enlaces atómicos. La llamada fotosíntesis permitió el florecimiento de una biosfera en la que los flujos de energía se producían entre el medio inorgánico (de un dinamismo caótico) y el orgánico (con un dinamismo ordenado) y, dentro de éste último, de los organismos autótrofos (captadores de energía primarios) a los heterótrofos (que la captan de los primeros directamente o bien de otros heterótrofos). Ése trasvase de energía de unas formas de vida a otras se produce en la llamada cadena trófica (nutricional). A partir del surgimiento de formas heterótrofas de vida la depredación pasó a ser considerada como el modo natural de ser heterótrofos de heterótrofos, es decir, comedores de comedores de organismos, estando los consumidores primarios de organismos autótrofos (como los herbívoros) en el segundo escalón más bajo de la cadena trófica. No merece la pena entrar a explicar que los herbívoros son depredadores. Todo heterótrofo es un depredador. La cuestión es que hay un tipo de heterótrofo depredador que no ha tenido hasta ahora la “visibilidad” (término de moda muy apropiado, en este caso) de leones, hienas, tiburones, águilas o incluso humanos….se trata de un grupo amplio que recorre horizontalmente a todos los tipos de organismos, cuyo nombre ya inspira repugnancia, e incluso repugnancia moral en nuestros cerebros de primates parlanchines: los parásitos.
 
Los parásitos parecen ser un escupitajo en la cara de aquel gran arquitecto del Universo diseñador de seres vivos perfectos y acabados que protagonizaba, junto al hombre (su más excelsa creación) el Génesis Bíblico. Dios descansó, después de tan tremenda obra, en el séptimo día. Ese conjunto diverso de seres vivos que parecen tener en común el ser simples gorrones, el estar ahí para chupar de nuestras entrañas y de las de otros “heterótrofos” convencionales, los siete días de la semana (incluido el dedicado al Gran Hacedor) hasta el mismísimo fin de los tiempos, haciendo de descansar chupando sin descanso toda su en apariencia regalada vida, parecen ser los que toman sin dar nada a cambio en el gran festín de la naturaleza viva. Pero la realidad, como de costumbre, no es tan sencilla.
 
Si miramos a fondo no ya en nuestras entrañas, sino en las entrañas de la vida misma, encontraremos que el parasitismo es una de las más exquisitas adaptaciones biológicas que puedan encontrarse. Muchos de los parásitos, para cumplir con su ciclo vital, se adaptan a más de un hospedador, cumpliendo dentro de cada uno de ellos alguna de las etapas de su desarrollo ontogenético. Esto los convierte en un depurado producto multiadaptado del ecosistema. De hecho se considera que la fortaleza de un ecosistema puede medirse por el número de parásitos que dicho ecosistema pueda soportar. Esto, en términos evolutivos, nos recuerda la hipótesis del Handicap de Amotz Zahavi. Simplificando mucho, pero de modo que pueda entenderse, según dicha hipótesis, que se aplica a la selección sexual, un Pavo Real macho ostenta una glamorosa pero pesada carga en forma de Cola colorida que lo convierte en un despilfarrador de energía (la que se requiere para nutrir una cola con la que ofrendar a las hembras de su especie con una “especie” de Capilla Sixtina sólo para sus ojos) además de un jugador a la ruleta rusa de la selección natural que se expone a ser cazado por un depredador mucho más que otros Pavos colisosos pero ligeros de equipaje. Dicho pavo, en suma, gasta a espuertas y arriesga a lo bestia con una única finalidad: dejar más descendencia que los pavisosos. Saltando de la selección sexual a la natural y de nivel del organismo que constituye un Pavo al del ecosistema, veremos que, aunque el Ecosistema no esté ahí para ser observado como Capilla Sixtina de la Creación (de hecho, como decíamos, hemos pasado de la selección sexual a la natural) ciertamente sí revela una mayor robustez cuanto mayor es el número de parásitos (al peso) que puede alojar en sus “entrañas”, esto es, en las entrañas de todos sus individuos visibles en el Fresco de la Naturaleza Viva.  Tiene energía para despilfarrar, para repartir pan y circo (léase oportunidades de apareamiento) como un gran Imperio Biológico a muchas bocas hambrientas. Esto nos lleva de vuelta a abanicarnos con las colas de los Pavos Reales: otra hipótesis no contradictoria con la de Zahavi sugiere que el brillante colorido y lo esplendoroso de sus colas es un modo de mostrar una “ausencia de parásitos”. Lo que vale para un ecosistema y para la selección natural no sirve para un organismo y la selección sexual, todo sea dicho.
 
¿Por qué Dios, en su infinita sabiduría, creó a los parásitos? No nos lo ha explicado todavía. La selección natural darwiniana tiene una explicación plausible: adaptación. Los parásitos son tan buenas adaptaciones que hasta se desprenden de genes cuyos productos pueden obtener de sus hospedadores intermediarios o finales: pueden simplificarse porque forman parte de algo más grande. Ni siquiera tienen interés –todo lo contrario, en la mayoría de sus casos- en acabar con sus víctimas. Incluso les interesa que se reproduzcan y dejen más y más descendencia viable para seguir con ellos en el camino de la vida, coevolucionando. A veces hasta se introducen en sus células germinales para estar ya desde el principio en las siguientes generaciones. A un nivel muy básico eso es lo que hacen los virus, cuya presencia en nuestros genomas es indudable, así como su participación en la conformación del mismo. ¿Son después de todo los parásitos motores de la evolución? Dejaremos la respuesta a esa pregunta en el aire.
 
Carl Zimmer, al que ya entrevistamos en este blog en el pasado por sus interesantes incursiones en la evolución, es hoy nuestro invitado de nuevo por su profundización en dichas incursiones. Queda claro que hablar de parásitos es dar un paso adelante en el estudio de la evolución biológica. Zimmer ha escrito un libro divulgativo, Parasite Rex, traducido al castellano por el biólogo Pedro Pacheco como Parásitos (y punto, aunque hay que admitir que el Rey no es el León sino el parásito que aloja en sus entrañas, ese poder en la sombra), en el que expone la naturaleza y estrategias de estos seres vivos que depredan, en lo más alto de la cadena trófica, desde dentro, y no siempre matando.  
 
 
En inglés:
 
1.-The parasites have played an important role in the evolution of the species and are also one of the more refined products of such evolution.  Could you explain why this is so?
 
Evolution is driven by mutations and survival. Parasites are powerful threats to survival, and they can evolve new strategies to attack us. That pressure can drive the evolution of defenses, and that evolution in turn can lead to complex adaptations and high levels of diversity.
 
 
2. Think of a lion and its parasites: Has cunning won to force in the arms race to the top of the food chain?
 
Lions are not superior to the animals they eat, or the plants that those animals eat. They're all the products of evolution. Just because lions are predators doesn't make them impervious to threats of their own. Viruses, tapeworms, and other parasites can feed on them, and they do.
 
 
3. Parasites are not a "species". Parasitism is rather an evolutionary strategy. There are fungi, protozoa, helminth, arthropods, crustaceans .... Are we witnessing a phenomenon of evolutionary convergence?
 
Parasitism is full of amazing convergences. For example, there are fungi, flatworms, and other parasites that all cause their insect hosts to climb up to high places where they can be eaten by another host. There may be only a limited number of ways to be a successful parasite.


 

 
4.- What importance have parasites in human history? Can it be assumed that malaria, black death, yellow fever, cholera, schistosomiasis ... have played important roles?
 
Parasites probably made it possible for Spain to invade the New World. By introducing smallpox and other pathogens, they triggered massive epidemics that decimated the native population. It's possible that other introductions of parasites allowed other conquests.
 
5.-Does parasitic diseases moving geographically? How do the anthropogenic changes affect to the geographical distribution of the various species?
 
Humans are moving lots of species around the world, and parasites are no exception. White-nose disease, for example, is destroying bat populations in the United States. It's a European fungus that probably got stuck to someone's shoe. When that person traveled to the United States, they unleashed a catastrophe.
 
6.- Parasites manipulate not only physiology but also the behavior, genotype or phenotype of the host. Could the influence in human behavior of toxoplasma gondii represent a new nail in the coffin of free will?
 
Toxoplasma may very well influence our personalities, but it's not a nail in the coffin of free will. If you are a little more impulsive, or a little more open-hearted, that doesn't make you a mindless zombie.
 
7.- In the microbiome era we’re beginning to understand (even crudely) and value (more or less) to our internal guests as a set of ecosystems on which depends our own lives as macroorganisms. Are there any good parasite, in some sense?
 
We have a complicated relationship with our microbiome. It's not all good or all bad. In fact, some species of microbes that are beneficial under some conditions can grow out of control under other conditions and cause a lethal infection. Parasitism in these cases depends on the relationship between two species in a particular environment, not some absolute ruling.
 
 
8.-What are you now working on now?
 
I'm deep into a book about heredity. Heredity is something that everybody knows about and thinks they understand. But the way it really works defies our intuitions--and is far more interesting!
 
 





 


 
En castellano:
 
 1.- Los parásitos han desempeñado un importante papel en la evolución de las especies y son además uno de los productos más refinados de dicha evolución. ¿Podría explicar a qué se debe?

Las mutaciones y la supervivencia impulsan la evolución. Los parásitos constituyen graves amenazas para la supervivencia y pueden desarrollar nuevas estrategias para atacarnos. Dicha presión puede asimismo conducir a una evolución de las defensas, y ésa evolución puede, a su vez, conducir a adaptaciones complejas y a elevados niveles de diversidad.
 
 2.- Piense en un león y en sus parásitos: ¿Ha ganado la astucia a la fuerza en la carrera armamentista hacia la cima de la cadena alimentaria?
 

Los leones no son superiores a los animales que devoran, o a las plantas que dichos animales comieron. Todos son por igual productos de la evolución. El hecho de que los leones sean depredadores no los hace impermeables a amenazas propias. Virus, tenias y otros parásitos se pueden alimentar de ellos, y de hecho lo hacen.
 
3.- Los parásitos no son una "especie". El parasitismo es más bien una estrategia evolutiva. Hay hongos, protozoos, helmintos, artrópodos, crustáceos ... ¿Nos encontramos ante un fenómeno de convergencia evolutiva?

El parasitismo está lleno de convergencias increíbles. Por ejemplo, hay tanto hongos como platelmintos y otros parásitos que conducen a sus insectos hospedadores a escalar hasta lugares elevados donde puedan ser comidos por otro hospedador. Puede que solo haya un número limitado de modos de llegar a ser un parásito de éxito.
 
4.- ¿Qué importancia tienen los parásitos en la historia humana? ¿Podemos suponer que la malaria, la peste, la fiebre amarilla, el cólera, la esquistosomiasis ... han desempeñado papeles importantes?
 
Los parásitos probablemente hicieron posible la conquista española del Nuevo Mundo. Al introducir la viruela y otros patógenos, los españoles provocaron epidemias masivas que diezmaron a las poblaciones nativas. Posiblemente otras importaciones de parásitos permitieran otras conquistas.
 
5.-¿Las enfermedades parasitarias se mueven geográficamente? ¿Cómo afectan los cambios antropogénicos a la distribución geográfica de las distintas especies?

Los seres humanos están moviendo muchas especies alrededor del mundo, y los parásitos no son ninguna excepción. El síndrome de la nariz blanca, por ejemplo, está destruyendo las poblaciones de murciélagos de los Estados Unidos. Lo provoca un hongo europeo que probablemente llegó pegado en el zapato de alguien. Cuando esa persona viajó a Estados Unidos se desencadenó una catástrofe.
 
6.- Los parásitos no sólo manipulan la fisiología, sino también el comportamiento, el genotipo o el fenotipo del huésped. ¿Podría la influencia en el comportamiento humano del toxoplasma gondii representar un nuevo clavo en el ataúd del libre albedrío?

El toxoplasma podría muy bien influir en nuestras personalidades, pero  este hecho no supone un clavo en el ataúd del libre albedrío. Ser un poco más impulsivo, o un poco más abierto de corazón, no te convierte en un zombi sin mente.

7.- En la era del microbioma estamos empezando a entender (aunque sea rudimentariamente) y a valorar (más o menos) a nuestros huéspedes interiores como un conjunto de ecosistemas de los que depende nuestra propia vida como macroorganismos ¿Puede haber un parásito bueno en algún sentido?



Tenemos una relación compleja con nuestro microbioma. No todo es bueno o malo. De hecho, algunas especies de microbios que son beneficiosas en unas determinadas condiciones pueden crecer fuera de control bajo otras condiciones distintas, causando una infección letal. El parasitismo en estos casos depende del tipo de relación que exista entre dos especies en un entorno particular, no de ninguna regla única.


 
8.-¿En qué está trabajando ahora?

Estoy metido de lleno en un libro sobre la herencia. La herencia es algo de lo que todo el mundo sabe y cree que entiende. Pero el modo en que realmente funciona desafía nuestras intuiciones - ¡y resulta mucho más interesante!