Imágenes del cerebro a través de un TACPexels
¿Cómo se hizo tan grande el cerebro humano? La respuesta podría estar en el intestino
Los microbios intestinales, pequeños organismos vivos en nuestro sistema digestivo que ayudan a descomponer los alimentos y producir energía
El tejido cerebral es uno de los más costosos en términos de energía del cuerpo y, como resultado, los mamíferos con cerebros más grandes requieren más energía para sustentar el crecimiento y el mantenimiento del cerebro. Aún no está claro qué cambios biológicos exactos permitieron a los ancestros humanos satisfacer las necesidades muy altas de energía a medida que desarrollaban cerebros más grandes. Un nuevo estudio de la Universidad Northwestern, publicado en la revista Microbial Genomics, señala el papel de los microbios intestinales, pequeños organismos vivos en nuestro sistema digestivo que ayudan a descomponer los alimentos y producir energía.
En un experimento de laboratorio controlado, los investigadores implantaron microbios de dos especies de primates de cerebro grande (el humano y el mono ardilla) y una especie de primate de cerebro pequeño (el macaco) en ratones.
Sus hallazgos mostraron que los ratones con microbios de especies de primates con cerebro grande producían y utilizaban más energía, mientras que aquellos con microbios de especies de cerebro pequeño almacenaban más energía en forma de grasa.
Los datos son los primeros en mostrar que los microbios intestinales de diferentes especies animales dan forma a variaciones en la biología entre especies animales y respaldan la hipótesis de que los microbios intestinales podrían influir en la evolución al cambiar el funcionamiento del cuerpo de un animal.
El estudio ofrece una nueva perspectiva sobre la evolución humana, en particular la evolución de nuestros grandes cerebros
Estudios previos han comparado la influencia de los genes y el entorno en primates con cerebros más grandes y más pequeños. Sin embargo, hay muy pocos estudios que comparen cómo utilizan la energía los diferentes primates. Hay aún menos información disponible sobre cómo se desarrolla el metabolismo en diferentes especies de primates.
«Sabemos que la comunidad de microbios que vive en el intestino grueso puede producir compuestos que afectan aspectos de la biología humana, por ejemplo, provocando cambios en el metabolismo que pueden llevar a la resistencia a la insulina y al aumento de peso», dijo la primera autora del estudio, Katherine Amato, profesora asociada de antropología en Northwestern.
«La variación en la microbiota intestinal es un mecanismo inexplorado en el que el metabolismo de los primates podría facilitar diferentes requerimientos energéticos del cerebro», afirmó Amato.
Así se hizo el estudio
Después de introducir los microbios intestinales en ratones libres de microbios, los investigadores midieron los cambios en la fisiología de los ratones a lo largo del tiempo, incluidos 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.
Los investigadores esperaban que los microbios de diferentes primates provocaran diferencias en la biología de los ratones inoculados con ellos. También esperaban que los ratones con microbios humanos tuvieran la mayor diferencia biológica con respecto a los ratones con microbios de las otras dos especies.
«Si bien vimos que los ratones inoculados con humanos tenían algunas diferencias, el patrón más fuerte fue la diferencia entre primates de cerebro grande (humanos y monos ardilla) y primates de cerebro más pequeño (macacos)», dijo Amato.
Los ratones a los que se les administraron microbios de humanos y monos ardilla tenían una biología similar, a pesar de que estas dos especies de primates con cerebros más grandes no son parientes evolutivos cercanos entre sí. Esto sugiere algo más que una ascendencia compartida: es probable que su rasgo compartido de cerebros grandes sea lo que impulsa 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 manera similar para ayudar a proporcionar la energía necesaria», dijo Amato.
En futuros estudios, los investigadores esperan realizar el experimento con microbios de otras especies de primates cuyo tamaño cerebral varíe. También les gustaría recopilar más información sobre los tipos de compuestos que producen los microbios y reunir datos adicionales sobre las características biológicas de los huéspedes, como la función inmunológica y el comportamiento.
