¿Cómo llegó el cerebro humano a ser tan grande? La clave estaría en los microbios intestinales

El tejido cerebral es uno de los más costosos del organismo desde el punto de vista energético, por lo que los mamíferos de cerebro más grande necesitan más energía para su crecimiento y mantenimiento. 

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Hasta el momento los científicos no sabían con exactitud qué cambios biológicos habían permitido a los antepasados humanos satisfacer las elevadas necesidades energéticas de sus cerebros de mayor tamaño. Un nuevo estudio de la Universidad de Northwestern parece dar luces al respecto de qué factores propiciaron esta evolución.

De hecho, la investigación apunta al papel de los microbios intestinales, diminutos organismos vivos de nuestro sistema digestivo que ayudan a descomponer los alimentos y producir energía.

En un experimento de laboratorio controlado, los investigadores implantaron en ratones microbios de dos especies de primates de cerebro grande (humano y mono ardilla) y de una especie de primate de cerebro pequeño (macaco).

Estas pruebas mostraron que los ratones con microbios de especies de primates de cerebro grande producían y utilizaban más energía, mientras que los que tenían microbios de especies de cerebro pequeño almacenaban más energía en forma de grasa.

De acuerdo con los investigadores, estos datos son los primeros que demuestran que los microbios intestinales de distintas especies animales determinan las variaciones biológicas entre ellas y apoyan la hipótesis de que los microbios intestinales pueden influir en la evolución modificando el funcionamiento del organismo animal.

De esta manera, el estudio, publicado en Microbial Genomics, ofrece una nueva perspectiva de la evolución humana, en particular de la evolución de nuestros grandes cerebros.

Según detallan los investigadores, estudios anteriores han comparado la influencia de los genes y el medio ambiente en primates con cerebros más grandes y más pequeños. Sin embargo, hay muy pocos trabajos que comparen cómo utilizan la energía los distintos primates. "Incluso se dispone de menos información sobre cómo se desarrolla el metabolismo en las distintas especies de primates", indican.

"Sabemos que la comunidad de microbios que vive en el intestino grueso puede producir compuestos que afectan a aspectos de la biología humana, por ejemplo, provocando cambios en el metabolismo que pueden conducir a la resistencia a la insulina y el aumento de peso", señaló la primera autora del estudio, Katherine Amato, profesora asociada de Antropología en Northwestern.

Además, la experta señala que la variación de la microbiota intestinal es un mecanismo inexplorado por el que el metabolismo de los primates podría facilitar distintos requisitos cerebrales y energéticos.

Tras introducir los microbios intestinales en ratones sin microbios, los investigadores midieron los cambios en la fisiología de los ratones a lo largo del tiempo, incluido el aumento de peso, el porcentaje de grasa, la glucosa en ayunas, la función hepática y otros rasgos. También midieron las diferencias en los tipos de microbios y los compuestos que producían en cada grupo de ratones.

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Los investigadores esperaban descubrir que los microbios de distintos primates provocarían diferencias en la biología de los ratones inoculados con ellos. También esperaban que los ratones con microbios humanos presentaran la mayor diferencia biológica respecto a los ratones con microbios de las otras dos especies.

"Aunque observamos que los ratones inoculados con microbios de humanos presentaban algunas diferencias, el patrón más marcado fue la diferencia entre primates de cerebro grande (humanos y monos ardilla) y primates de cerebro más pequeño (macacos)", explica Amato.

Los ratones a los que se istraron microbios de humanos y monos ardilla tenían una biología similar, a pesar de que estas dos especies de primates de cerebro más grande no son parientes evolutivos cercanos entre sí. Para los investigadores esto sugiere algo más que una ascendencia común: es probable que su rasgo común de cerebros grandes esté impulsando las similitudes biológicas observadas en los ratones inoculados con sus microbios.

"Estos hallazgos sugieren que cuando los humanos y los monos ardilla desarrollaron por separado cerebros más grandes, sus comunidades microbianas cambiaron de forma similar para ayudar a proporcionar la energía necesaria", afirma Amato.

En futuros estudios, los investigadores esperan realizar el experimento con microbios de otras especies de primates con cerebros de distinto tamaño. También les gustaría recabar más información sobre los tipos de compuestos que producen los microbios y reunir datos adicionales sobre los rasgos biológicos de los huéspedes, como la función inmunitaria y el comportamiento.

REDACCIÓN CIENCIA