Hace más de 500 millones de años, los organismos unicelulares en la superficie de la Tierra comenzaron a formar grupos multicelulares que finalmente se convirtieron en plantas y animales. Sólo la forma en que ocurrió la pluricelularidad es una pregunta importantísima que no ha sido dilucidada por los biólogos evolutivos.

Científicos de la Universidad de Minnesota han replicado que paso clave en el laboratorio mediante la selección natural en la levadura de la cerveza común. en el artículo publicado en la revista PNAS, encontraron que las levaduras son organismos unicelulares que pueden ”evolucionar” en grupos pluricelulares para colaborar entre sí, reproducirse y adaptarse a su medio ambiente.

En realidad el experimento no fue nada de difícil. Usando las células de levadura, los medios de cultivo y solo una centrífuga, les llevó 60 días de experimentación para demostrar este hecho.

“Yo no creo que nadie nunca la había probado antes”, dijeron los autores. “No hay muchos científicos haciendo evolución experimental, y que estén tratando de responder a algunas de estas preguntas acerca de la evolución.”

Para entender por qué el mundo está lleno de plantas y animales, incluyendo seres humanos, tenemos que saber cómo organismos unicelulares hicieron el cambio a la vida en grupo, como los organismos pluricelulares. Este estudio es el primero en observar experimentalmente la transición a la pluriceularidad de organismos unicelulares y ofrece una mirada a este evento que tuvo lugar cientos de millones de años atrás.

En esencia, para el experimento eligieron la levadura de la cerveza Saccharomyces cerevisiae, una especie de levadura que se usa desde la antigüedad para hacer el pan y la cerveza, ya que es abundante en la naturaleza y crece con facilidad. Se le agregó a un medio de cultivo rico en nutrientes y se crecieron las células un día en los tubos de ensayo. Luego se utilizó una centrífuga para estratificar el contenido según el peso. A medida que la mezcla se estableció los grupos de células en la parte inferior de los tubos y que son más los pesados, se removieron y  transfirieron a otro medio fresco, se les creció nuevamente. Sesenta ciclos más tarde, los grupos – ahora cientos de células – parecía más o menos como los copos de nieve esférica.

El análisis mostró que los grupos no eran sólo grupos de células al azar que se adhirieron unas a las otras, sino que eran células relacionadas que incluso permanecían conectadas luego de la división celular. Eso fue importante, ya que significaba que eran genéticamente similares y que promueven la cooperación. Cuando los grupos llegaron a un tamaño crítico, algunas células esencialmente se suicidaron (apoptosis) para permitir que la descendencia se lograra separar. Las crías se reproducían sólo después de alcanzado el tamaño de sus padres.

“Un grupo solo no es multiellular”, dijeron los autores. “Pero cuando un grupo de células cooperaran y hacen sacrificios por el bien común, y se adaptan al cambio, entonces es una transición evolutiva a la pluricelularidad”.

Los biólogos evolutivos han estimado que la pluricelularidad ha evolucionado de forma independiente en unos 25 grupos. ¿Por qué no se desarrolló con mayor frecuencia en la naturaleza, ya que no es tan difícil de recrear en un laboratorio? Teniendo en cuenta que miles de millones de organismos unicelulares han vivido en la Tierra durante millones de años.

Reflexión: ¿No será que habrá que contar también a muchas bacterias en la naturaleza formando verdaderas biopelículas para ser consideradas organismos pluricelulares? A mi juicio el concepto de pluricelularidad tiene que ser re-evaluado. A mi modesto juicio en muchos casos microbianos multicelularidad=pluricelularidad.

Referencia

William C. Ratcliff, R. Ford Denison, Mark Borrello, and Michael Travisano. Experimental evolution of multicellularity. Proceedings of the National Academy of Sciences, January 17, 2012 DOI:10.1073/pnas.1115323109

Siempre nuestros abuelos nos enseñaron que jugar y comer un poco de fango hacía bien para la salud. Tan equivocado no estaban. A los múltiples estudios que sugieren que el contacto con los microorganismos de niño confiere protección, ahora se suma un estudio que es el primero en observar cómo la exposición microbiana durante los primeros años de vida afectan a los procesos inflamatorios en la edad adulta.

Más osadamente, el estudio sugiere que la exposición temprana a los microbios infecciosos puede realmente proteger a las personas de las enfermedades cardiovasculares que pueden conducir a la muerte.

“Contrariamente a los supuestos relacionados con los estudios anteriores, nuestra investigación sugiere que los ambientes ultra-limpio y muy higiénicos pueden contribuir a niveles más altos de inflamación durante la adultez, lo que a su vez aumenta los riesgos para una amplia gama de enfermedades”, dijo Thomas McDade, autor principal del estudio, profesor asociado de antropología.

Relativamente hablando, los seres humanos sólo recientemente en su historia han vivido en estos hiper-entornos higiénicos, subrayó.

La investigación sugiere que los sistemas inflamatorios pueden necesitar un mayor nivel de exposición a las bacterias comunes de todos los días y los microbios para guiar su desarrollo. “En otras palabras, las redes inflamatorias pueden necesitar el mismo tipo de riesgos microbianos temprano en la vida que han sido parte del medio ambiente durante nuestra historia evolutiva, para así funcionar de manera óptima en la edad adulta”.

La investigación se aprovechó de un estudio longitudinal de los filipinos que se extendió por 22 años para obtener una mejor comprensión de cómo los entornos de los primeros años de vida afectan a la producción de la proteína reactiva C  (PCR) en la edad adulta. El aumento de los niveles de esta proteína en la sangre debido a la inflamación algunos la utilizan como predictor de la enfermedad del corazón.

Los análisis de sangre mostró que la proteína reactiva C era al menos el 80 por ciento más bajo para los participantes del estudio en Filipinas, cuando llegaron a la edad adulta, en comparación con sus contrapartes estadounidenses. Los filipinos en su niñez habían sufrido muchas más enfermedades infecciosas tanto en los lactantes como en los niños pequeños. Los participantes filipinos en sus 20 años tenían una media de concentraciones cinco a siete veces inferior a la media los niveles de esta proteína en los estadounidenses.

El estudio longitudinal se inició en la década de 1980 con 3.327 madres filipinas en el tercer trimestre del embarazo. Las madres fueron entrevistadas sobre las conductas relacionadas con los cuidados, y la alimentación de pecho. El ambiente familiar se evaluó en términos de los recursos socioeconómicos, la higiene (si los animales domésticos, como cerdos y los perros, vivía en libertad) y la densidad de los habitantes.

Los investigadores visitaron a las madres en el parto de sus hijos y, posteriormente, cada dos meses durante los dos primeros años de vida de los niños. A partir de entonces, los investigadores dieron seguimiento a los niños cada cuatro o cinco años hasta llegar a los 20 años. Los registros que mantiene en los niños incluyen datos sobre las enfermedades infecciosas, el crecimiento en altura y el peso.

“En los EE.UU. tenemos esta idea de que tenemos que proteger a los lactantes y los niños de los microbios y agentes patógenos por todos los medios posibles”, concluyó McDade.

“Pero podemos estar privando el desarrollo de redes inmunes con los datos ambientales importantes que se requieren para orientar su función durante la infancia y la edad adulta.

Referencia

Thomas W. McDade, Julienne Rutherford, Linda Adair and Christopher W. Kuzawa. Early origins of inflammation: microbial exposures in infancy predict lower levels of C-reactive protein in adulthood, Proc. R. Soc. B published online before print December 9, 2009, doi:10.1098/rspb.2009.1795