Empezar a aceptar a plantas y animales como asociaciones y no como individuos tendrá un impacto muy relevante en el pensamiento científico, pero también en la vida cotidiana, al tratar enfermedades y otros problemas, incluso, medioambientales.

Recordemos que muchos de los microorganismos que se encuentran en el ambiente (protistas, bacterias, hongos, arqueas), tanto de vida libre como en interacción con otros seres, no son necesariamente patógenos o nocivos, sino parte importante de múltiples procesos que ocurren en los ecosistemas (y en los superorganismos). Para tener una idea de la importante función llevada a cabo por los microorganismos asociados (microbiota), tomemos como ejemplo nuestra, relativamente reciente, familiarización (al menos conceptual) con el microbioma humano. Además de reconocer la composición y la abundancia de este conjunto de microbios, empezamos a entender que muchos de nuestros trastornos están relacionados con los cambios y las respuestas de un número de microorganismos —dentro de nuestro propio cuerpo— que supera en cantidad a la de nuestras células en proporción de 10 a 1, aproximadamente. Sólo para dar una idea de la importancia del microbioma humano, consideremos que el número de genes del Homo sapiens heredado de nuestros padres es de 20 a 25 mil, mientras que el número estimado, solamente en el microbioma intestinal, es de aproximadamente 3.3 millones de genes.

La explosión actual en el conocimiento del mundo microbiano ha sido fundamental para entender la gran diversidad de organismos que nos eran imperceptibles con nuestros anteriores métodos de cultivo y sin instrumentos especiales de visibilidad; hoy tenemos una redefinición del concepto “vivir en asociación con ellos”. De igual manera, las ramas científicas conocidas como las ómicas (metagenómica, transcriptómica, proteómica, metabolómica,etc.) y la gran capacidad actual de procesamiento de la información han hecho posible el logro de estos avances.

Existe la posibilidad de que sea más frecuente entender y conceptualizar animales y plantas como holobiontes.

En la tabla 1 puedes observar algunos casos de organismos que han sido estudiados (casi todos durante las dos últimas décadas), bajo un enfoque de asociación biológica o bien, como superorganismos (allí verás ejemplos de animales invertebrados, vertebrados y plantas). Es muy probable que cada vez sea más frecuente entender y conceptualizar animales y plantas como holobiontes; también será, por supuesto, más frecuente encontrar este término en la literatura. De hecho, el planeta Tierra mismo ha sido entendido también como un superorganismo (hipótesis de Gaia), ² según el profesor James Lovelock.

La relación plantas, animales y microorganismos es mucho más estrecha de lo que hemos pensado, por lo que asumir a los individuos como consorcios o asociaciones es necesario para entender y resolver problemas muy graves y complejos

Mucho más allá del hecho de sentirse acompañado, entender y asimilar a los seres vivos como consorcios o sistemas puede tener un significado filosófico-conceptual relevante. En principio, el término holobionte se suma al debate —de por sí complicado— de definir qué es una especie, pues el reconocimiento de los organismos como consorcios puede ser una herramienta conceptual importante para motivar los estudios de las asociaciones biológicas y, en general, orientada a abrir nuevos caminos de debate entre las personas, y de investigación en las ciencias de la tierra y de la vida; lo que, muy posiblemente, conduzca a revisar paradigmas.

Sin ir más lejos, la taxonomía de plantas y animales —es decir, la clasificación de su diversidad— se ha construido, a través de muchos años y muchísimo esfuerzo, considerando cada organismo como unidad evolutiva; pero hoy día, la teoría del hologenoma (la suma de la información genética del hospedero y su microbiota) considera los holobiontes como unidades de selección en la evolución; teoría que se basa en cuatro generalizaciones:

◂ Todos los animales y plantas establecen relaciones simbióticas (estrechas y de larga duración entre especies) con microorganismos.

◂ Los microorganismos simbióticos son transmitidos de una generación a la siguiente.

◂ La asociación entre hospedero y simbiontes afecta la adecuación biológica (en inglés fitness) del holobionte en su ambiente; nos referimos a procesos tan importantes como su reproducción.

◂ La variación en el hologenoma está ligada tanto a los cambios en el genoma del hospedero como al de la microbiota; bajo condiciones de estrés ambiental, la comunidad microbiana simbiótica puede cambiar rápidamente.

Apenas se han abierto los caminos de esta exploración, muchas preguntas están surgiendo en este fascinante tema: ¿Qué papel juegan los virus en los holobiontes? ¿Son los holobiontes específicos para cada población, o varían entre individuos que habitan diversas regiones del planeta? ¿Cómo se afecta la composición de los holobiontes ante procesos de enfermedad?...

Sabemos que el uso de antibióticos cambia la composición de holobiontes, pero aún desconocemos los efectos de este cambio sobre nuestra salud. Es muy importante considerar que, para responder este tipo de preguntas, se requiere de estudios multidisciplinarios en los cuales interactúen conceptos y métodos propios de la biología, la informática, la bioquímica, la biología molecular, la ingeniería, la ecología, las ciencias biomédicas, etcétera.

Conocer y entender más nuestro microbioma nos ayudará a entender más los procesos biológicos que intervienen en la salud o en las enfermedades

Por ahora, y en tanto logramos conocer más acerca de los holobiontes, todo apunta a que somos menos solitarios de lo que imaginamos. Considera que, mientras más capaces seamos de entender nuestro propio microbioma, podríamos comprender mejor los procesos biológicos que participan en la salud y en la enfermedad; la relación con los microorganismos se volverá más consciente y, por tanto, más estrecha y más cotidiana. Un ejemplo de esto es el uso creciente de pre y probióticos (términos que se usan para nombrar sustratos orientados al crecimiento de la flora intestinal y alimentos que contienen microorganismos vivos, respectivamente) para restaurar la flora intestinal o atender trastornos digestivos. De hecho, existen grupos de investigación clínica que ya se encuentran desarrollando todo tipo de productos para atender las necesidades de tu microbioma.

El tema de los holobiontes ha alcanzado a la ciencia que se desarrolla en México, pues existen muchas líneas de estudio al respecto.

El tema no es ajeno a la ciencia mexicana, pues ya se analiza el uso potencial de bacterias para prevenir enfermedades; es el caso de la investigación con bifidobacterias³ (que se desarrolla en la Universidad Autónoma Metropolitana y en el Instituto Nacional de Medicina Genómica). De forma similar, diversos microorganismos se utilizan ya como biofertilizantes, por ejemplo, la bacteria Rhizobium etli —un desarrollo biotecnológico mexicano generado en la UNAM—; también se analiza el uso de cianobacterias fijadoras de nitrógeno, que contienen las concentraciones idóneas de carbono y nitrógeno para sustentar el crecimiento de diferentes plantas.

Otras líneas de estudio muy interesantes, desarrolladas en el Cinvestav, se orientan hacia los factores que promueven las micorrizas (la asociación de plantas y hongos simbiontes), pues se ha descubierto que aumentan las defensas y la adaptación de plantas cultivables y que también son idóneas para reforestar. De hecho, se ha observado que estas asociaciones pueden acelerar el crecimiento de algunas plantas hasta en 40%.

Nos atrevemos a pronosticar que el conocimiento de los holobiontes puede permear en el imaginario colectivo a tal grado que, en un futuro muy cercano, en la charla de sobremesa podríamos hablar de nuevas asociaciones con microbios o de las habilidades metabólicas de estos seres. Te pregunto por ejemplo: ¿Ha cambiado ahora tu percepción sobre tu mascota holobionte?

◂ Minard, G., P. Mavingui, y C. V. Moro (2013). “Diversity and Function of Bacterial Microbiota in the Mosquito Holobiont”. Parasites & Vectors, 6(1): 1-12.

◂ Six, D. L. “The Bark Beetle Holobiont: Why Microbes Matter” (2013). Journal of Chemical Ecology 39: 989-1002.

◂ Snyder, A. K. y R. V. Río (2013). “The Interwoven Biology of the Tsetse Holobiont”. Journal of Bacteriology 195 (19): 4322.

◂ Zilber-Rosenberg, I. y E. Rosenberg (2008). “Role of Microorganisms in the Evolution of Animals and Plants: the Hologenome Theory of Evolution”. FEMS Microbiology Reviews, 32(5): 723-735.