El mundo (es) de los microbios (entrevista a Margaret McFall-Ngai)

Margaret McFall-Ngai

Resulta difícil hacerse a la idea de que todo lo que vemos al contemplar extasiados un paisaje natural, plagado de vida, por tierra, mar y aire, sean un cartón piedra de química inorgánica y los figurantes de una obra cuyos protagonistas escapan por completo a nuestros deleitados sentidos.

¿Qué de qué estoy hablando? Para aquel que sólo crea lo que vea, de nada. Para quién haya traspasado el umbral de la percepción gracias al uso directo o al reporte que hacen quienes hacen un uso directo de una tecnología óptica adecuada (y algunas otras complementarias sofisticadas y extremadamente útiles), de todo, del tapiz microscópico sobre el que se han tejido las formas de leopardos y gacelas, de osos polares y focas, de águilas y conejos….y de humanos con taparrabos...en el jardín del Edén.

Es un gran tapiz vivo, sus fibras lo están. La imagen que vemos es la que la selección natural ha formado en nuestros cerebros primates para permitir la supervivencia de nuestra especie a través de los millardos de años que hemos hollado la tierra. Pero el tapiz es la realidad última. Sin su tejido no habría cuadro, no habría paisaje, no habría espectáculo.

Un tapiz tejido de microbios

Hasta aquí la analogía. Los microorganismos que constituyen la mayor parte de lo que se puede considerar vida sobre la tierra, a diferencia de los tejidos de un tapiz elaborado por artesanos humanos, se mueven mucho. De hecho están permanentemente cambiando y haciendo que la imagen arrojada por el tapiz también lo haga. Las especies de mamíferos, reptiles, anfibios, plantas, artrópodos, nematodos, etc etc cambian, se expanden, se reducen, surgen de otras o se extinguen, pero los microorganismos permanecen, alrededor de ellas y, lo que es más significativo, dentro de ellas.

El Sagrado Templo del cuerpo humano se ha revelado como un lugar  en el que la promiscuidad biológica deja poco lugar para la unicidad de nuestra especie. Estamos tan invadidos como cualquier otro vertebrado. Órganos y tejidos de nuestro organismo que hasta ayer se consideraban estériles, libres de gérmenes, tienen poblaciones no pequeñas de éstos. Se descubren nuevos bichos en nuevos nichos, cada vez queda menos espacio para la sorpresa. Antes de que el Homo sapiens llegara a todos los lugares de la tierra (o casi), los microorganismos habitaban en ellos y en los lugares más inhóspitos dentro de ellos: fuentes hidrotermales, piedras del Antártico, lagos salinos…..

Además los microorganismos, pioneros en todo, ocupan todo, cubren todo, penetran todo. Y los organismos “superiores” tienen su carga de microorganismos que en ningún caso está por debajo de la de sus células propias, derivadas de un zigoto en un largo proceso de desarrollo biológico.

Los amantes de la higiene y defensores acérrimos de la limpieza dirán que el hombre de hoy no está igual de expuesto que el del pleistoceno (la pareja con taparrabos del jardín del Edén) a los microbios, que puede meterse en una burbuja completamente aséptica con sus preparados químicos sintéticos y con un orden afín a la simetría y a la racionalidad más perfectas aplicado a lo vivo. ¡Error!

Por desgracia para los pulcros la ausencia de microbios no es posible; todo lo más que se puede conseguir es privilegiar a unos gérmenes frente a otros. Y acaso para su sorpresa sería un atentado contra su propia salud eliminar completamente a los microorganismos de su entorno, si fuera remotamente posible. Animales privados de su microbiota (su ecosistema de microorganismos interior) no tienen un desarrollo muy halagüeño. Parece que la esterilidad es, eso, estéril….no sirve a la vida. Tampoco lo sirve de mucho la falta de diversidad. No sólo necesitamos microorganismos dentro de nosotros para crecer sanos…necesitamos que sean muchos, con una gran diversidad biológica y metabólica que permita crear un ecosistema estable que vele por sí mismo y por su anfitrión (este…nosotros).

Hemos creado los antibióticos para matar bacterias patógenas. ¡Bravo por Pasteur, Koch, Fleming y una larga lista de eminencias de la medicina que nos pusieron en la pista del origen de algunas de las más graves enfermedades que han asolado a la humanidad!

Los antibióticos acaban con las bacterias…..no entran en distinciones, las matan a todas. Estas, claro está, evolucionan, lo hacen muy rápido, y terminan por desarrollar resistencia. Las patógenas volverán a saltar nuestras barreras, las benéficas o invitadas de paso también terminarán por resistir, y poblarán nuestros intestinos. Pero el ecosistema con cada incendio que todo lo arrasa debe repoblarse, y no siempre las cosas siguen el camino idóneo.

Con el tiempo el uso de antibióticos, después de sus primeros grandes éxitos, dará paso a otras terapias más focalizadas para tratar las enfermedades infecciosas. Lo primero es no hacer daño, así que lo primero es usarlos solamente en caso de emergencia. Y después hay que dejar que hagan su trabajo las barreras naturales a microbios patógenos vocacionales u oportunistas. Estas son, por un lado, las células y moléculas defensivas del organismo, conocidas como sistema inmune, y por otro los microbios comensales que ocupan su espacio y no están dispuestos a cederlo al primer advenedizo que se presente.

Nuestra invitada de hoy ha hecho mucho por abrir los ojos de los demás humanos, amos de la tierra por mandato bíblico, a los verdaderos amos de la tierra (y los mares), los microorganismos, más viejos, más sabios, más poderosos.

Trabajó con Lynn Margulis, que fue la bióloga que más hizo por convencernos de que nuestro planeta era un planeta simbiótico dominado por los microorganismos. Ahora estudia, por un lado, una especie de invertebrados marinos para ver sus relaciones simbióticas con sus especies bacterianas luminosas, por otro las relaciones simbióticas entre macro y microorganismos, cómo funcionan, como se desarrollan, como pudieron evolucionar.

Su trabajo ha contribuido a clarificar muchas cuestiones. Entre otras cosas ha formulado una hipótesis que hoy se está revelando como cierta: el sistema inmunitario adaptativo de los vertebrados surgió más como un mecanismo para gestionar las relaciones de los organismos anfitriones con sus invitados temporales o permanentes microscópicos, más que para hacer la guerra a todo lo que entrase en el organismo y no perteneciera a él, distinguiendo molecularmente entre “yo” y “no-yo”.

Lynn Margulis

La buena gestión de las relaciones diplomáticas con la flora microbiana de nuestros intestinos, boca, piel, fosas nasales, e incluso pulmones es mejor que la guerra total. Entre humanos decimos que la guerra es lo que sigue a la política, cuando esta fracasa. De igual modo, es el fracaso en el delicado equilibrio de nuestros ecosistemas interiores con nuestro sistema inmunitario y, en general, con el organismo, lo que origina gran parte de las enfermedades.

La Profesora Margaret MacFall-Ngai ha tenido la inmensa amabilidad de respondernos un cuestionario que, necesariamente, siempre estará incompleto, dado el ritmo al que avanzan las investigaciones en ese campo amplio y de enorme profundidad en el que trabaja.

En ingles:

1.- First of all, we would like you to tell us something about Lynn Margulis and her work ...

Lynn was a true visionary, way ahead of her time.  It was

obvious to her that much of the novelty in biology has arisen as a result of symbiosis. She called it ʻsymbiogenesisʻ.  With electron microscopy images, she showed that this process was the basis of the origin of the eukaryotic cell. She had a difficult time publishing the paper that described this phenomenon because it was so revolutionary; now, of course, it is a well-accepted precept of biology.  She was the first to admit that she did not come up with the concept, which was conceived by Russian biologists several decades before.  However, she was the one that provided the evidence with newly available technology (electron microscopy).  Also, we now know that colonization of the land by plants would not have been possible without their symbiosis with mycorrhizal fungi, hydrothermal vents would not have such diverse ecosystems, and coral reefs could not thrive in the tropical and subtropical oceans.  Recently, of course, with the new technology of high-throughput sequencing, we have found that humans (and all vertebrates) rely on coevolved gut microbes for health. Biologists now believe that many, if not most, animals have coevolved symbioses and that these alliances were essential for the radiation of these groups.  Thus, Lynn was correct, but decades ahead of her time.  It is sad, in my opinion, that nowadays people forget or ignore the contribution that she made to biology. Along with her symbiogenesis theory, she foretold the primacy of microbes in the biosphere, which is now just being recognized.  In my opinion, her ideas were the most important ideas since Darwin.

2.-Your work and that of other scientists has shown that multicellular organisms, from their origins, were never alone, but in symbiosis with others. These unicellular or viral symbionts could have played a determining role in the speciation process ... What direct or indirect evidence do we have that this was so?

It is difficult, of course, to have direct evidence, as evolutionary processes take so long.  However, we know that many animal and plant species/genera/families are characterized by having specific microbes in association as a shared/derived character of all members of the group. And, there is ample evidence that activities performed by the microbe confer, in mutualistic symbioses, increased fitness of the host animal or plant (e.g., providing vitamins, essential amino acids, etc.).

       With respect to the origin of the eukaryotic cell, the organelles of the cell carry ultrastructural, biochemical and molecular markers that provide evidence that they were once, over a billion years ago, bacteria. Few biologists now doubt this theory.

Further, there are some circumstances where biologists have been able to manipulate symbioses, such as curing the animal of its symbionts, and thereby rendering them reproductively isolated; i.e., in some cases, some animals will only mate with conspecifics that have the same symbiont carriage (plus or minus).

Thus, although the evidence is circumstantial, it is pretty compelling.

3.- Sex and death are two of the most remarkable aspects of the lives we know best, the macroscopic ones, to which our limited senses are adapted. How are they explained in a world dominated by potentially immortal microorganisms?

It really depends on what you mean by ʻsexʻ. If you mean two different gametes coming together to form a zygote that goes on to develop into an animal or a plant, this is now known to be clearly fairly rare, as animals and plants are minor, although conspicuous, players in biosphere diversity. In this sort of ʻsexʻ, the traits are principally passed between generations vertically, from parent to offspring.  If you mean generation of the diversity in the genome, microbes have a sort of ʻsexʻ, exchanging DNA through horizontal gene transfer, and other mechanism.  With microbes, often they have a core genome that is transmitted vertically, and an adaptive genome that has arisen by DNA exchange with other phylotypes.

Death – things that asexually produce, whether they be invertebrates that make clones of themselves (e.g., corals, where a whole coral head of thousands of individuals is likely to have resulted from budding; or, bacteria that just divide and divide) might be considered not to undergo ʻdeathʻ until they go extinct, or the entire clonal population dies.  Plants and animals that have no asexual reproduction die perhaps because, at each generation, the parent does not produce a replicate of its entire self (which dies), but rather produces a single cell (gamete) that holds the blue print that will develop. So..the whole big multicellular, multi-organ system amalgam dies, but the genetic makeup of that organism doesnʻt die. I carry my father and mother with me, and so on.

4.-Multicellular organisms use their symbionts in many ways, just as symbionts use multicellular organisms. But who's un charge here?

Itʻs all about fitness. Three types of symbiosis are recognized: mutualism, commensalism, parasitism.  In the first, both partners benefit, in which case, to maintain a stable association, there must be some sort of give and take, so neither is fully in charge.  In a commensalism, one partnerʻs fitness is increased, whereas the other is not affected by the association.  Here, since the one whose fitness is not affected, could not care less, then the one who benefits must be in charge of keeping the situation going.  In the case of a parasitism, the parasite is in charge at least during the time that it is exploiting the other partner.

5.- The interest aroused in our time by microbiomes derives from recent discoveries about our own microbiome and its importance for our health, but the list of species studied is enormous and the knowledge that can be obtained goes far beyond the one relate to medicine. To begin with, they show that we are holobionts ... that can be as distressing to the average individual as to the Victorians the idea that we evolve from other organisms, don’t you think so?

The finding that microbes dominate the biosphere, changes not only our view of the biosphere, but also our view of our position in the biosphere.  I think that, as far as humans and other animals are concerned, the new data show that ecosystems are nested, and that things are much more complex that we had thought. In my opinion, humans are likely a short-lived blip on the geological trajectory of the earth. 

6.- The coevolution of multicellular organisms with their permanent or passive colonizers has been considered in immunology as a kind of war, with an arms race in which the defenses of the major organism try to eliminate the invasion of microorganism while, at the same time, those microorganism try to colonize macroorganisms. You argue that immunity, particularly adaptive inmunity, present in vertebrates, would have evolved more as a process of negotiation between host and guests. What is your idea of ​​the evolution of the immune system?

The adaptive immune system seems to have arisen in the jawed vertebrates as a result of a horizontal gene transfer from microbes.  All vertebrates have it, and the presence of this type of immune system correlates with the shared-derived character of all vertebrates, the carriage of complex consortia.  Since the immune system is that system that provides responses to the biotic world, in the vertebrates I think that it functions in ecosystems management. From the minute we are born until the day we die, we have to keep our beneficial microbes in balance.  Pathogens are occasional interlopers into a preexisiting conversation that the host has with its normal microbiota.  This position is reflected in the fact that nearly all pathogens are relatives of members of the normal microbiota, and usually form transient associations with a host.  For example, Neisseria gonorrheae and Neisseria meningitidis, which cause gonorrhea and bacterial meningitis, respectively, have a dozen or so relatives that are part of the normal microbiota in the Neisseria genus. More compelling is the fact that, when you do genome sequencing on these species and determine their phylogenetic relatedness, the pathogenic Neisseria spp. appear to be actually derived from the species that are part of the normal microbiota.

       The invertebrates are not so simple.  They do not have the sort of ʻadaptive immune systemʻ present in the vertebrates. Instead, they often rely heavily on a very strong innate immune system, and have fewer constituents in their microbiota.  For example, the squid I work on, although it swims in seawater that harbors ~ one million microbial cells/ml, does not seem to have microbes on its skin or on other surfaces exposed to the seawater.  There is no evidence that they harbor gut symbionts (in fact there is some to indicate that they have no stable consortium in the gut), and they have very few long-term partners (I study their association with a luminous bacterium).  One interesting difference between the invertebrates (which make up 96% of the animal diversity, so they are very successful) and the vertebrates is that the invertebrates often have intracellular long-term, likely beneficial associations, whereas the vertebrates rarely, if ever, do have intracellular bacterial partners; in the vertebrates, the microbial partners are typically along the apical surfaces of host cells, i.e., are extracellular.  What that has to do with the immune system, it is not clear, but an interesting difference between animals that do and do not have an adaptive immune system and they way that they associate with the microbial world.  

7.- In short, How does Evolutionary Theory evolve in the light of new evidences coming from microbiology?

Oh, my, Iʻm not an evolutionary biologist.  However, I would say that the evolution of macrobiological forms, animal/plants, is much more impacted by association with the microbial world that we could ever have imagined.

8.- What are you working on now? What mystery of biology or evolution would you like to unveil?

I study a model system of the chronic colonization of animal epithelia by gram-negative bacteria, perhaps the most common sort of symbiosis in animals.  I hope that our studies on this model will shed light on: how animals (such as humans) recognize their partnering microbes each generation when they are born or hatch; how the partners influence one anotherʻs development, biochemistry, gene expression, etc., basically form and function; how a persistent state of symbiosis is achieved and maintained; and how mutualistic associations differ from pathogenesis at the biochemical and molecular levels.

En castellano:

1.- En primer término nos gustaría que nos dijese algo sobre Lynn Margulis y su trabajo...

Lynn era una verdadera visionaria que estaba muy por delante de su tiempo. Para ella resultaba obvio que gran parte de las innovaciones biológicas surgían como resultado de la simbiosis. Ella denominó este proceso como "simbiogénesis". Con imágenes de microscopía electrónica, demostró que este proceso estaba en el origen de las células eucariotas. El momento en el que publicó el artículo que describía este fenómeno no fue nada propicio, ya que lo que revelaba constituía una auténtica revolución, pero ahora, por supuesto, ya es un precepto plenamente aceptado en biología. Ella admitió desde un principio que no fue la primera en llegar a ese concepto, concebido por unos biólogos rusos varias décadas antes. No obstante fue ella la que proporcionó las pruebas del mismo gracias a las novedosas tecnologías disponibles (como la microscopía electrónica). También sabemos que la colonización de la tierra por las plantas hubiera sido imposible sin su simbiosis con los  hongos micorrízicos, ni (sin simbiosis) se habrían formado ecosistemas tan diversos sobre las chimeneas hidrotermales ni tampoco los arrecifes de coral hubieran podido prosperar en los océanos tropicales y subtropicales. Por supuesto más recientemente, gracias a las nuevas tecnologías de secuenciación masivas, hemos encontrado que la salud de los seres humanos (y de todos los vertebrados) está muy relacionada con los microorganismos intestinales que han coevolucionado con ellos. Los biólogos ahora creen que muchos, si no la gran mayoría de los animales, han coevolucionado en simbiosis y que estas alianzas simbióticas resultaron ser esenciales para la radiación adaptativa de los distintos grupos. Así pues, Lynn estaba en lo cierto, pero décadas antes de que llegara su tiempo. Es triste, en mi opinión, que hoy en día la gente olvide o ignore la contribución que hizo a la biología. Junto con su teoría de la simbionogénesis, supo comprender antes que nadie la primacía de los microbios en la biosfera, que ahora está siendo generalmente aceptada. A mi juicio sus ideas fueron las más importantes desde Darwin.

2.-Su trabajo y el de otros científicos ha demostrado que los organismos multicelulares, desde sus orígenes, nunca estuvieron solos, sino en simbiosis con otros. Éstos simbiontes unicelulares o víricos podrían haber jugado un papel determinante en el proceso de especiación...¿Qué pruebas tenemos, directas o indirectas, de que así haya sido?

Indudablemente resulta muy difícil tener una evidencia directa, puesto que los procesos evolutivos se desarrollan en períodos de tiempo muy prolongados. Con todo, sabemos que muchas especies, géneros y familias de animales y de plantas se caracterizan por tener microbios específicos asociados como un rasgo compartido o derivado de todos los miembros del grupo. Además, existe una amplia evidencia de que las actividades realizadas por el microbio confieren, en simbiosis mutualistas, una mayor eficacia biológica del animal o planta anfitrión (por ejemplo, proporcionando vitaminas, aminoácidos esenciales, etc.).

Respecto al origen de la célula eucariótica, las organelas de la célula tienen huellas ultraestructurales, bioquímicas y moleculares que proporcionan la prueba de que una vez, hace más de mil millones de años, fueron bacterias. Pocos biólogos hoy ponen en duda esta teoría.

Asimismo, se han dado algunas circunstancias en las que los biólogos han sido capaces de manipular simbiosis, como cuando se libra al animal de sus simbiontes para de este modo, aislarlos reproductivamente; esto es, en algunos casos, algunos animales sólo se acoplan con los congéneres que carguen más o menos con los mismos simbiontes.

Por lo que, aunque circunstancial, la evidencia es bastante convincente.

3.- El sexo y la muerte son dos de los aspectos más notables de las vidas que mejor conocemos, las macroscópicas, a las que están adaptadas nuestros limitados sentidos. ¿Cómo se explican en un mundo dominado por microorganismos potencialmente inmortales?

Realmente depende de a que se refiera uno con “sexo”. Si se está refiriendo a dos gametos diferentes que se unen para formar un cigoto, que ulteriormente se convertirá en un animal o en una planta, sabemos ya que se está refiriendo a algo claramente bastante raro, en la medida en la que animales y plantas son jugadores menores, aunque sean conspicuos, en la diversidad de la biosfera. En este tipo de 'sexo' los rasgos entre generaciones se pasan principalmente de forma vertical, de padres a hijos. Pero si uno se refiere con “sexo” a la generación de diversidad en el genoma, los microbios tienen una forma de "sexo": el intercambio de ADN a través de la transferencia horizontal de genes, y de otros mecanismos. Con los microbios pasa esto: a menudo tienen un genoma central que se transmite verticalmente y un genoma adaptativo que ha surgido por intercambio de ADN con otros filotipos.

Sobre la muerte – aquellas cosas que se producen asexualmente, ya sean invertebrados que hacen clones de sí mismos (por ejemplo, los corales, donde una cabeza de coral de miles de individuos es muy probable que haya resultado de la gemación) o bacterias que simplemente se dividen una y otra vez, podría considerarse como capaces de eludir la muerte hasta su extinción, o cuando toda la población clonal muera. Las plantas y los animales que no tienen reproducción asexual mueren tal vez porque, en cada nueva generación, el progenitor no produce una réplica de todo su ser (que muere), sino que produce una sola célula (gameto) que contiene todo el manual de instrucciones con el que se desarrollará. Así que…todo ese gran sistema multicelular, amalgama de múltiples órganos, muere, pero la composición genética de ese organismo no muere. Yo llevo conmigo a mi padre y a mi madre, y así sucesivamente.

4.- Los organismos multicelulares se sirven de sus simbiontes de muchas maneras, así como éstos se sirven de aquellos. ¿Pero quién manda aquí?

Es cuestión de eficacia biológica. Se reconocen tres tipos de simbiosis: mutualismo, comensalismo y parasitismo. En la primera, ambos socios se benefician, en cuyo caso, para mantener una asociación estable, debe haber algún tipo de toma y daca, por lo que ninguno de ellos tiene el control. En una relación de comensalismo, la eficacia biológica de una de las partes aumenta, mientras que la otra no se ve afectada en ningún sentido por la asociación. En esta situación a la parte no afectada no le importa nada de modo que la beneficiaria ha de tomar las riendas de la situación para que continúe como está.  Y en el caso del parasitismo, el parásito es el que manda, al menos durante el tiempo que consiga explotar al otro miembro de la pareja.

5.-El interés suscitado en nuestro tiempo por los microbiomas se deriva de los descubrimientos recientes sobre nuestro propio microbioma y su importancia para nuestra salud, pero la lista de especies estudiadas es enorme y los conocimientos que se pueden obtener van mucho más allá de los relacionados con la medicina. Para empezar ponen de manifiesto que somos holobiontes...eso puede resultar tan desasosegante para el individuo medio como para los victorianos la idea de que evolucionamos de otros organismos ¿no lo cree?

El haber descubierto que los microbios dominan la biosfera no sólo cambia nuestra visión de la biosfera, sino también nuestra visión de nuestra posición en ella. Creo que, por lo que se refiere a los seres humanos y otros animales, los nuevos datos disponibles muestran que los ecosistemas están anidados unos en otros y en consecuencia las cosas son mucho más complejas de lo que habríamos podido llegar a pensar. En mi opinión, los seres humanos son probablemente un brevísimo parpadeo en la trayectoria geológica de la tierra.

6.-La coevolución de los organismos multicelulares con sus colonizadores permanentes o pasajeros se ha considerado en inmunología como una especie de guerra, con una carrera armamentística en la que las defensas del organismo mayor tratan de eliminar la invasión de los microorganismos, que a su vez aspiran a colonizar a los macroorganismos. Usted sostiene que la inmunidad, en particular la adaptativa, presente en los vertebrados, habría evolucionado más como un proceso de negociación entre el anfitrión y los huéspedes. ¿Cuál es su idea de la evolución del sistema inmunitario?

El sistema inmune adaptativo parece haber surgido en los vertebrados con mandíbula como resultado de una transferencia horizontal de genes desde microbios. Todos los vertebrados lo tienen, y la presencia de este tipo de sistema inmunológico está correlacionado con un carácter compartido por todos los vertebrados: su carga biológica de consorcios complejos. Puesto que el sistema inmunológico es el que sirve para responder al mundo biótico circundante, creo que en los vertebrados funciona para gestionar los ecosistemas. Desde el momento en que nacemos hasta el día en el que morimos, tenemos que mantener el equilibrio de nuestros microbios beneficiosos. Los patógenos son intrusos ocasionales en una conversación preexistente mantenida por el anfitrión con su microbiota normal. Esto queda reflejado en el hecho de que casi todos los patógenos son parientes de miembros de la microbiota normal, que generalmente forman asociaciones transitorias con el hospedador. Por ejemplo, Neisseria gonorrheae y Neisseria meningitidis, que causan respectivamente gonorrea y meningitis bacterianas, tienen una docena de familiares que forman parte de la microbiota normal en el género Neisseria. Más convincente aún es verificar, cuando se hace la secuenciación del genoma en estas especies para determinar sus relaciones filogenéticas, que el patógeno Neisseria spp. parece derivar de las especies que forman parte de la microbiota normal.

Los invertebrados no son tan simples. En cambio, a menudo dependen en gran medida de un sistema inmune innato muy fuerte, pero tienen menos componentes en su microbiota. Por ejemplo el calamar en el que trabajo, que a pesar de nadar en las aguas de un mar que alberga aproximadamente un millón de células microbianas por mililitro, no parece tener microbios ni en su piel ni en otras superficies expuestas al agua del mar. No hay evidencia de que alberguen simbiontes intestinales (de hecho los pocos que hay indican que no existen consorcios estables en el intestino), y parecen tener muy pocos compañeros microbianos a largo plazo (yo estudio su asociación con una bacteria luminiscente). Una interesante diferencia entre los invertebrados (que constituyen el 96% de la diversidad animal, por lo que son muy exitosos evolutivamente) y los vertebrados es que los invertebrados a menudo tienen asociaciones intracelulares a largo plazo, probablemente beneficiosas, mientras que los vertebrados rara vez, si alguna vez lo hacen tienen compañeros bacterianos intracelulares; en los vertebrados, los socios microbianos están típicamente a lo largo de las superficies apicales de las células hospedadoras, es decir, son extracelulares. No está claro qué relación podría tener esto con el sistema inmunológico, pero se trata de una interesante diferencia entre los animales que tienen y los que no tienen un sistema inmune adaptativo y la forma en que se asocian con el mundo microbiano.

7.- En definitiva ¿Cómo evoluciona la Teoría de la Evolución a la luz de las nuevas evidencias provinientes de la microbiología?

¡Vaya! yo no soy bióloga evolucionista. Aunque me atrevería a decir que la evolución de las formas macrobiológicas como los animales y las plantas, se ha visto mucho más condicionada por su asociación con el mundo microbiano de lo que jamás podríamos haber imaginado.

8.-¿En qué estás trabajando ahora? ¿Qué misterio de la biología o la evolución desearía desvelar?

Estoy estudiando un modelo de un sistema de colonización permanente de epitelios animales por bacterias gramnegativas, quizás el tipo más común de simbiosis en animales. Espero que nuestros estudios sobre este modelo arrojen luz sobre: ​​de qué modo los animales (como los humanos) reconocen a sus microbios asociados cada generación cuando nacen (o eclosionan); cómo los socios se influyen mutuamente en sus respectivos  desarrollos, su bioquímica, su expresión génica, etc., básicamente en su forma y función; cómo se logra y se mantiene un estado persistente de simbiosis; y la forma en la que las asociaciones mutualistas difieren de la patogénesis en los niveles bioquímicos y moleculares.

La nueva domesticación humana

-Recomiendo la lectura de esta entrada en "Evolución y Neurociencias" para entender el contexto.

Las "gafas gorila" fueron diseñadas para evitar el contacto ocular con los fácilmente ofendibles gorilas.

Este era el titular de una de las muchas webs que cubrían aquella graciosa noticia (@DonMostrenco lo comentaba en Naukas, aquí). En la sociedad gorila mirarse a los ojos es un comportamiento de máxima tensión emocional, si dos machos se cruzan las miradas el resultado es la violencia También lo usan las hembras, con un fin distinto pero igualmente intenso, miran fijamente a los ojos a los machos cuando quieren aparearse (curiosamente la rareza de esta mirada entre gorilas es el motivo por el cual han tardado muchos años en pasar el test de Gallup del espejo).

La mirada violenta del gorila es algo que nos resulta muy exótico, el poder de un macho de cualquiera de las dos especies de gorila es tal, que evitar de cualquier modo la confrontación siempre es una buena idea. Pero, por raro que parezca, este es un comportamiento que no nos es tan lejano; cuando subimos a un ascensor todos somos gorilas. Desmond Morris, en su "El mono desnudo" (1967) fue quizás el primero en analizar este comportamiento desde el punto de vista evolutivo. Evitamos las miradas directas para evitar la confrontación cuando el contacto es muy cercano. Esto es algo que se ha probado en otras especies de primates de forma experimental (@aberron comentaba el trabajo de Mastrepieri con macacos en jaulas pequeñas aquí).

En la actualidad es posible que nuestra sociedad se esté convirtiendo (casi) en un "ascensor social".

Son muchos los que denuncian diversos cambios que parecen estar acumulándose en nuestra sociedad occidental, se pueden resumir en un concepto: la hipersensibilización a la corrección política (englobando muchas formas relacionadas con el control de la libertad personal, desde la hiper ofensa hasta la corrección postural). Son muchos los que se echan las manos a la cabeza temiendo que la libertad occidental esté entrando en una era de oscurantismo y represión, después de todo este movimiento social está llevándose por delante a victimas inocentes (el caso Google es un buen ejemplo de ello). Pero, ¿y si estos cambios fuesen predecibles?

Peter Singer ha declarado que la corrección política actual es la fase decadente de un movimiento que una vez fue legítimo (vídeo). La visión general que solemos tener es de esa naturaleza, solemos ver los cambios sociales como revoluciones conscientes. Desde mi perspectiva de evolucionista tengo tendencia a ver la sociedad como un sistema más, y considero esta hiper-corrección política como un cambio no solo natural, sino también predecible.

Es probablemente además el resultado de un comportamiento que debemos agradecer (aunque puedan no gustarnos sus resultados), pues es el que nos ha permitido romper nuestro número de Dunbar. Asistimos a una nueva domesticación, o dicho de otra forma, al escalón definitivo de la domesticación en la que llevamos metidos decenas de miles de años. Es gracias a nuestra capacidad para adaptar nuestro comportamiento familiar/tribal a grupos mayores que nos hemos permitido vivir en enormes urbes, así como embutirnos últimamente en trenes de metro (o ascensores) sin peligro.

Inciso: Esto me recuerda una pregunta que hicieron a Frans de Waal al terminar su charla en el congreso Behaviour de este año en Portugal. Le preguntaban por la excepcionalidad humana, el que preguntaba argumentaba que si el tren en el que había viajado estuviese lleno de chimpancés en lugar de humanos, estos se habrían matado entre sí (es un argumento clásico). deWaal respondió que sí, pero que un tren de bonobos se habría formado una orgía enorme, cosa que los humanos tampoco podrían.

La sociedad humana hace mucho tiempo que ocupa prácticamente todo el planeta, pero solo ahora, y gracias al "boom" de la comunicación, comenzamos a comportarnos como si la totalidad del grupo fuese nuestra propia tribu.

El miedo a ofender, la hiper-reactividad del ofendido, la revisión de libertades en cada aspecto de la vida... todos estos cambios son el resultado de adaptar el comportamiento de una pequeña tribu cerrada a un mundo inmenso y abierto, y es (muy probablemente) gracias a que la comunicación ha roto todos los límites espaciales. De algún modo nos habíamos acostumbrado a reír lo ajeno (reír las desgracias propias -pero no comunes- se considera una muestra de valor personal), y a ocupar (por competencia) lo que otros no han podido. La comunicación ha reducido el espacio en el que vivimos y ahora la corrección política convierte en tabú todo aquello que pueda ocasionar un conflicto. Lo que Peter Singer considera la fase decadente de un movimiento social podría ser en realidad su hiper-expresión. Me temo que ahora vivimos en un enorme ascensor, tan grande como todo el planeta, y el pago para poder convivir así quizás sea perder la libertad de mirarnos a los ojos.

No perdamos la oportunidad de observar este fenómeno desde la perspectiva evolucionista, quizás podamos aprender mucho de nuestra propia especie, y predecir cambios futuros.

Tay (@Biotay)

La Reciprocidad Indirecta

A la hora de explicar la aparición del altruismo desde un punto de vista evolutivo se suele hablar de Hamilton y de la inclusive fittness y de Trivers y de su altruismo recíproco pero se menciona mucho menos a otro autor, Richard Alexander, y su concepto de reciprocidad indirecta. En su libro de 1987, Biology of Moral Systems, el concepto de reciprocidad indirecta juega un papel estelar. Alexander afirma que los sistemas morales son sistemas de reciprocidad indirecta y que los sistemas de reciprocidad indirecta se convierten automáticamente en sistemas morales (hay que decir que Alexander se refiere con sistemas morales a guías para la acción o estándares de conducta y no se refiere a moralidad en un sentido más amplio).

Reciprocidad indirecta es aquella en la que la recompensa, pago o devolución por un favor que ha sido realizado a otro individuo no le llegará al sujeto que ha realizado el acto de ayuda de parte del individuo que se ha beneficiado de ella sino de una tercera persona o de la sociedad en su conjunto. Es decir, A ayuda a B pero no es B el que devuelve el favor sino C que ha observado cómo A ha ayudado a B. La reciprocidad directa (el altruismo recíproco de Trivers) se basa en el principio “yo te rasco la espalda y tú me la rascas a mí”, la reciprocidad indirecta es más bien “yo te rasco la espalda y tú se la rascas a otro” o “yo te rasco la espalda y otro me la rascará a mí”. Como casi todo en evolución, este concepto ya fue intuido por Darwin en el Origen del Hombre cuando dice: “los motivos del hombre para ayudar no consisten sólo en un impulso instintivo ciego sino que es muy influenciado por la alabanza o culpa de sus semejantes”.

La reciprocidad indirecta es un sistema más sofisticado porque se basa en dos aspectos muy importantes: la reputación y la transmisión de información social, ambos relacionados. En un grupo es importante saber con quién puedes cooperar y quién te puede engañar y no devolverte los factores. Y todos van a querer elegir como compañero a los que tienen buena reputación, a los que sabemos que han sido buenos cooperadores en el pasado, y van a evitar interacciones futuras con los explotadores. Los que nunca ayudan no recibirán ayuda. Esto da lugar a una situación en la que todos los miembros del grupo están monitorizando (escrutinio moral, dice Alexander) constantemente y valorando las interacciones que tienen los demás y transmitiendo esa información fundamental para tomar decisiones en el futuro por medio del cotilleo. Un sujeto puede conocer sus propias interacciones con los demás y recordar quién se ha portado bien con él y quién no, pero no puede observar todas las interacciones que tienen lugar entre los otros miembros del grupo. Por eso el cotilleo es esencial. Y conviene recordar que según Dunbar la fuerte necesidad de intercambiar información acerca de los demás (de cotillear) es la mayor presión selectiva para la aparición del lenguaje. Como dice Haigh de forma muy acertada: “para la reciprocidad directa necesitas una cara, para la reciprocidad indirecta necesitas un nombre”.

Hay que decir que Alexander se suma con estas ideas a una visión del ser humano como fundamentalmente egoísta, es decir, actos que aparentemente son altruistas no lo son tanto porque llevan implícita una ventaja para el actor aunque se materializará más adelante. Son actos egoístas en última instancia. Un gran número de experimentos económicos han mostrado que los humanos son muy propensos a implicarse en la reciprocidad indirecta y se ha visto que los que ayudan a otros son ayudados por terceras personas. Y también se ha visto que si uno sabe que se va a informar a los demás de cómo se comporta y que su actuación va a ser conocida, entonces es mucho más altruista. En este contexto, la ayuda no es un acto altruista sino una inversión en el capital social que es la reputación.

El caso es que este sistema va catalogando a los individuos en “malos” y “buenos” y un aspecto interesante es que el que no ayuda es considerado malo salvo que la persona a la que no ayuda esté ya etiquetada como mala. Si alguien está catalogado ya de malo, y eso es conocido por todo el grupo, entonces no ayudar a esa persona concreta no será considerado como un mal acto. Pero esto requiere que esa información sea conocida por todos, es decir que ese sujeto tenga una mala reputación en el grupo. También señala Alexander un matiz importante de la psicología moral humana, a saber, que los seres humanos tienden a decidir que la persona es buena o no según los actos y que no tendemos a pensar que alguien puede ser bueno en una situación y malo en otra. Es decir, atribuimos con más facilidad la virtud a la persona y consideramos que la virtud es un atributo de la persona más que pensar que la virtud es un atributo de los actos o de las decisiones (ya se sabe: si matas un perro, mataperros).

Otro aspecto es que las interacciones negativas también pueden ser reciprocadas, la retaliación es también una forma de reciprocidad. La gente tiene una gran propensión a castigar a los engañadores o explotadores. Muchas personas están dispuestas a correr con costes personales para castigar a los que rompen las normas incluso cuando a ellos no les afecta directamente lo que ha hecho esa persona, sino que simplemente lo han observado. Así que la reciprocidad indirecta implica tanto ayudar a alguien que hemos visto que ayuda como castigar a alguien que hemos visto que engaña.

Hasta ahora hemos hablado de reciprocidad y recompensas entre individuos. Pero decíamos al principio que en muchas ocasiones los que devuelven los favores son grupos de individuos o instituciones. De hecho, la mayor parte de los castigos son aplicados por instituciones. Las instituciones son herramientas que permiten a las comunidades proveer incentivos positivos y negativos. 

Otro aspecto en el que entra Alexander es en el de la selección de grupo. Comenta que el beneficio de los actos de reciprocidad puede ser únicamente el éxito del grupo. Alexander ve la moralidad como cooperación dentro del grupo en el contexto de competición con otros grupos. La letal competición entre familias, bandas y tribus sería la principal fuerza selectiva que habría modelado la evolución humana. En este contexto, los individuos tienen que equilibrar su bienestar dentro del grupo con el bienestar del grupo porque si desaparece el grupo desaparecen los individuos de ese grupo. Es sabido que Darwin tiene un famoso párrafo hablando de la selección de grupo: “No hay duda de que una tribu que incluya muchos miembros que estén dispuestos a ayudar al otro y a sacrificarse por el bien común saldría victoriosa sobre el resto de tribus; y eso sería selección natural”. También dice Darwin: “el que esté dispuesto a sacrificar su vida no dejará descendencia que herede su noble naturaleza. Por lo tanto parece poco probable (teniendo en cuenta que no hablamos aquí de una tribu que resulta victoriosa sobre otras) que el número de hombres dotados con esas virtudes pudiera aumentar por selección natural”. Si nos fijamos en el paréntesis, vemos que Darwin si cree que la competición entre grupos podría explicar la aparición de conductas altruistas. De hecho, los mejores ejemplos de altruismo ocurren en la guerra y es sabido que los mayores actos de solidaridad ocurren cuando una sociedad se ve amenazada desde el exterior. Sin embargo, hay que destacar que el modelo de reciprocidad indirecta funciona en poblaciones que o están en competición con otros grupos.

Bueno, hemos comentado algunos aspectos del concepto de reciprocidad indirecta de Alexander   que está recibiendo una atención cada vez mayor por los economistas, precisamente por el auge de Internet. Hoy en día son cada vez mayores las interacciones puntuales entre desconocidos (compras, e-comercio, etc.) y curiosamente se basan también en mecanismos de reputación (se puntúa habitualmente a los vendedores o agentes que interactúan en estas webs)  de una forma similar a la que se utilizaba con el boca a boca y el cotilleo en las sociedades de cazadores recolectores. Y de la necesidad humana de señalar lo buenos que somos y de castigar a los que realizan alguna mala acción ya ni hablamos. Para escrutinio moral el de Twitter donde sólo hay que ver los linchamientos que ocurren continuamente. Además, estamos asistiendo a una novedad que es la implicación de una institución que anteriormente no se consideraba parte de la administración de la justicia: las empresas. Se ha puesto de moda que las empresas despidan a los empleados que dicen alguna inconveniencia en las redes sociales y la justificación parece ser precisamente que la actuación de sus empleados no manche la reputación de la empresa.

@pitiklinov

Referencia:

Karl Sigmund. (2013) The basis of morality. Richard Alexander on indirect reciprocity.IIASA Interim Report IIASA Laxenburg, Austria

Los extravagantes rituales corporales de los Nacirema

 

El profesor Linton llamó por primera vez la atención hace ya más de 80 años sobre los rituales de una cultura muy poco conocida a nivel general y de la que incluso los antropólogos saben muy poco, que es la cultura de los Nacirema. En 1956 Horace Nimer publicó un artículo sobre estas costumbres y después de aquello poco más se ha sabido de ellos en la literatura académica seria de la antropología cultural.

 

Pero la cuestión trasciende el mero academicismo, pues los nacirema y sus costumbres tienen una importancia que hoy se ha revelado como vital para la especie humana en su conjunto. Así que nos hemos visto obligados a tratar nuevamente sobre sus costumbres para mejor entender en qué reside su valor.

 

Se trata de un grupo de indígenas norteamericanos que viven en el territorio situado entre los Cree canadienses, los Yaqui y los Tarahumara de México y los caribes y Arawak de las Antillas. Parece que llegaron a estas tierras por el este.

 

Resumimos aquí algunas de las costumbres que Miner recoge en su artículo.

 

La cultura de los Nacirema se caracteriza por un manejo de los recursos alambicado basado en el intercambio de mercado. Disponen asimismo de un rico hábitat natural.

 

Su creencia fundamental, en torno a la cual gira gran parte de su cosmovisión, es que el cuerpo humano es algo desagradable y feo con una natural tendencia a la debilidad y la enfermedad. Para impedir ese deterioro los nacirema han desarrollado una serie de complejos rituales y ceremonias.

 

En cada hogar cuentan con uno o más santuarios donde hay una caja o cofre incrustados en la pared donde se guardan amuletos y pociones mágicas preparados por los curanderos de la tribu. Debajo de cada caja de pociones hay una fuente o pila de agua. Cada día, todo miembro de la familia entra en sucesión para realizar las abluciones prescritas por los curanderos.

 

Las mujeres tienen ritos para aumentar o disminuir el tamaño de los pechos. La insatisfacción generalizada con la forma del pecho es simboliza por el hecho de que su forma ideal está virtualmente fuera de la escala humana. Unas pocas mujeres, afectadas por un casi inhumano desarrollo mamario, suelen lograr un buen pasar yendo simplemente de aldea en aldea, y permitiendo que los nativos las observen a cambio de recursos económicos.

 

Otra figura muy interesante de esta cultura es un tipo de chamán conocido como el “escuchador”. Este hechicero tiene el poder de exorcizar los demonios que se aposentan en las cabezas de las personas que han sido embrujadas. Los nacirema creen que los padres hechizan a sus propios hijos. Se sospecha que las madres infligen un tipo de daño sobre su niño al enseñarles los rituales secretos del cuerpo. La contra magia del hechicero se destaca por su carencia de ritual. El paciente le cuenta simplemente al “escuchador” todos sus problemas y miedos, comenzando por las primeras dificultades que pueda recordar. En estos ritos de exorcismo, los nacirema despliegan una notable memoria. No es raro que los devotos se lamenten del rechazo que sintieron siendo bebés al ser destetados, e incluso unos pocos individuos sitúan el origen de sus problemas en los efectos traumáticos de su propio nacimiento.

 

De todos modos no es cosa de contar todos los rituales que recoge Miner en su exhaustivo y documentado trabajo. Quedémonos con el hecho de que su revisión muestra que los nacirema son un pueblo dominado por la magia y que resulta difícil entender (por improbable) cómo han logrado sobrevivir tanto tiempo bajo las cargas que ellos mismos se han impuesto. Y ahí radica la importancia de esta cultura.

 

En fin, seguro que a estas alturas todos los que hayan llegado hasta aquí en la lectura se habrán percatado de que todo esto es realmente extraño, quizás una broma.

 

Si bien es cierto que existe un artículo de Horace Miner de 1956 sobre los nacirema,  dicho artículo se refiere al grupo humano cuyo nombre es Nacirema leído al revés, es decir, al grupo de los American. La parodia de Miner consistía en describir a los norteamericanos como se hubiera descrito por entonces a cualquier grupo de nativos de cualesquiera otra cultura en los artículos antropológicos.

 

Los que tengan interés pueden leer el artículo original de Miner aquí y, para los hispanohablantes e hispanoleyentes cerrados existe también traducción al castellano.

 

La Antropología Cultural nos ha dejado descripciones muy vividas e interesante de múltiples pueblos salvajes y civilizados. Lo que diferencie salvajismo de civilización se lo dejaremos a otros o lo trataremos en otro momento, pero queremos recalcar que el sustrato de todo pueblo que habita la tierra ha sido siempre, sigue siendo y probablemente siga siendo, en el futuro, por mucha variedad que se de en la superficie cultural, natural: La naturaleza humana.

 

Es muy necesario usar una perspectiva en tercera persona a la hora de afrontar problemas científicos sobre los humanos de otros lugares y tiempos (¿Acaso hay mejor forma de estudiar a  los yankis que mediante los nacirema?). Pero ello no obsta para asentar toda observación sobre el incontestable hecho de que tanto el observador como el objeto-sujeto observado son humanos, demasiado humanos.

 

Pero…..¿Qué es humano? Enfoquémoslo con una perspectiva evolucionista, ya que para eso estamos, lean lo que dijo Daniel Dennett sobre una especie primate, en este caso del Sur de América (Para los perezosos con esa fuente de distracción continua que son los enlaces lo copio y pego en esta entrada, que es cortito):

 

 

 

Existe una especie de primate en América del Sur, más gregario que la mayoría de mamíferos, que muestra una conducta bastante curiosa. Los miembros de esta especie a menudo se reúnen en grupos, grandes o pequeños, y en el curso del parloteo mutuo típico de estas reuniones, bajo una gran variedad de circunstancias, éstos de repente se ven asaltados por unos ataques que se caracterizan por una respiración involuntaria y convulsiva, una suerte de jadeo ruidoso e incontrolado, mutuamente reforzado por los individuos del grupo, que a veces es tan violento que los deja totalmente indefensos. Lejos de ser desagradables, no obstante, estos ataques parecen ser muy del gusto de los individuos de esta especie, que los buscan y en ocasiones muestran una profunda adicción por ellos.

Quizás tengamos la tentación de pensar que si supiéramos lo que estos individuos sienten en su interior, llegaríamos a comprender esta afición suya tan rara. Si pudiésemos verlo desde su punto de vista, sabríamos para qué sirve. Sin embargo podemos estar seguros de que por mucho que lleguemos a saber, la conducta en cuestión seguirá siendo un misterio, porque ya disponemos de la información que buscábamos: la especie es el Homo Sapiens (que, evidentemente vive en América del Sur y también en muchos otros sitios), y la conducta es la risa.

Daniel Dennett. La Consciencia Explicada.

 

Este artículo ha sido escrito a varias manos por unos primates sociales de la tribu de los Seloñapse. Recientemente unos miembros de la tribu han propuesto poner cajas de bambú en las que depositar hojas con una marca para decidir si son Seloñapse o Senalatac. Pero ese asunto no corresponde abordarlo aquí.