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YO CONTENGO MULTITUDES

Ed Yong

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Fragmento



Índice

Yo contengo multitudes

Prólogo. una visita al zoo

1. Islas vivientes

2. Los que aprendieron a mirar

3. Conformadores de cuerpos

4. Términos y condiciones aplicables

5. En la salud y en la enfermedad

6. El largo vals

7. El éxito mutuamente asegurado

8. La evolución en allegro

9. Microbios a la carta

10. El mundo de mañana

Ilustraciones

Lista de ilustraciones

Bibliografía

Índice alfabético

Agradecimientos

Notas

Sobre este libro

Sobre el autor

Créditos

A mi madre

PRÓLOGO

Una visita al zoo

Baba no se inmuta. Permanece imperturbable ante la multitud de niños que, emocionados, se apiñan a su alrededor. Tampoco le altera el calor del verano californiano., y le dejan indiferente los bastoncillos de algodón que le pasan por la cara, el cuerpo y las patas. Su despreocupación tiene sentido, pues su vida es segura y cómoda. Vive en el zoológico de San Diego, viste una armadura impenetrable y en este momento abraza la cintura de un cuidador del zoo. Baba es un pangolín de vientre blanco, un animal de lo más entrañable que parece un cruce entre un oso hormiguero y una piña. Es del tamaño de un pequeño gato. Los ojos, negros, tienen un aire triste, y el pelo que enmarca su cara forma lo que parecen dos chuletas irregulares de cordero. La cara rosada termina en un puntiagudo hocico desdentado y perfectamente adaptado para alimentarse de hormigas y termitas. Las robustas patas delanteras terminan en largas y curvas garras que le permiten aferrarse a los troncos y desgarrar nidos de insectos. Y tiene una larga cola para colgarse de las ramas de los árboles (o de los cuidadores amistosos de los zoológicos).

Recibe antes que nadie historias como ésta

Pero su rasgo más distintivo lo constituyen, ante todo, las escamas. La cabeza, tronco, miembros y cola están recubiertos de ellas. Son escamas de color naranja pálido que, imbricadas, forman una capa defensiva muy resistente. Están hechas de la misma materia que nuestras uñas: queratina. De hecho, son muy parecidas, a la vista y al tacto, aunque son grandes y brillantes, y parecen mordisqueadas. Cada una es flexible, pero está unida con fuerza al cuerpo, por lo que se hunden y vuelven a su posición habitual cuando paso mi mano por su espalda. Si se la acariciase a contrapelo, probablemente me cortaría, ya que muchas de esas escamas están afiladas. Solo la cara, el vientre y las patas de Baba están desprotegidos, pero, si quiere, puede defenderlos con facilidad haciéndose una bola. Esta habilidad da nombre a su especie: la palabra pangolín proviene de la palabra malaya pengguling, que significa «cosa que rueda».

Baba es uno de los «embajadores» del zoológico, animales excepcionalmente dóciles y bien entrenados que participan en actividades públicas. Los cuidadores lo llevan con frecuencia a residencias de ancianos y hospitales infantiles para alegrar los días de personas enfermas y enseñarles acerca de animales raros. Pero hoy tiene el día libre. Solo se agarra a la barriga del cuidador, que parece llevar la faja más rara del mundo, mientras este, Rob Knight, le frota suavemente con un bastoncillo de algodón los lados de la cara. «Esta es una de las especies que más me han cautivado desde que era niño, y eso que es una especie que existe realmente», dice.

Knight, un neozelandés alto y delgado con la cabeza rapada, es un especialista en vida microscópica, un conocedor de lo invisible. Estudia bacterias y otros organismos microscópicos —los microbios—, y le fascinan especialmente los que viven en el interior y en el exterior de los cuerpos de los animales. Para estudiarlos, primero debe recolectarlos. Los coleccionistas de mariposas usan redes y frascos; la herramienta que ha elegido Knight es el bastoncillo de algodón. Acerca uno de esos palitos y lo frota sobre el hocico de Baba durante unos segundos, tiempo suficiente para llenar su extremo de bacterias de pangolín. Miles, si no millones, de células microscópicas se encuentran ahora en la pelusa blanca. Knight actúa con delicadeza para no molestar al animal. Baba no puede parecer menos molesto. Tengo la sensación de que, si una bomba estallase a su lado, su única reacción sería agitarse un poco.

Baba no es solo un pangolín. También es una masa rebosante de microbios. Algunos viven dentro de él, sobre todo en su intestino. Otros habitan en la superficie, en la cara, vientre, patas, garras y escamas. Knight pasa el algodón por cada uno de estos sitios. En más de una ocasión ha hecho lo mismo con partes de su propio cuerpo, porque él también alberga su propia comunidad de microbios. Igual que yo. Y que todos los animales del zoo. Y que todas las criaturas del planeta, a excepción de algunos animales de laboratorio que los científicos han criado libres de microbios.

Todos tenemos una nutrida ménagerie microscópica conocida como microbiota o microbioma.[1] Estos organismos viven en nuestra superficie, dentro de nuestros cuerpos y, a veces, dentro de nuestras mismas células. En su gran mayoría son bacterias, pero también hay otros pequeños organismos, como los hongos (entre ellos, las levaduras) y las arqueas, un misterioso grupo con el que nos encontraremos más adelante. También hay virus en cantidades incalculables; un viroma que infecta a los demás microbios y, en ocasiones, a las células del organismo que lo aloja. No podemos ver ninguna de estas minúsculas criaturas. Pero si nuestras propias células desaparecieran misteriosamente, tal vez serían detectables como un fantasmal reflejo microbiano, perfilando los contornos del cuerpo ahora desaparecido.[2]

En algunos casos, apenas se notarían las células desaparecidas. Las esponjas se cuentan entre los animales más simples, con sus cuerpos estáticos de no más de unas pocas células de espesor, que también acoge un boyante microbioma.[3] A veces, si observamos una esponja al microscopio, apenas podemos ver el animal debido a los microbios que lo cubren. Los aún más simples placozoos son poco más que lodosas marañas de células; parecen amebas, pero son animales, como nosotros, y también tienen compañía microbiana. Las hormigas viven en colonias que pueden contarse por millones, aunque cada hormiga es una colonia en sí misma. Un oso polar deambulando solitario por el Ártico, con solo hielo en todas direcciones, está completamente rodeado de microbios. El ánsar indio transporta microbios al Himalaya, mientras que los elefantes marinos los llevan a los océanos más profundos. En el momento en que Neil Armstrong y Buzz Aldrin pusieron los pies en la Luna, también hicieron dar pasos de gigante al género microbiano.

Cuando Orson Welles dijo: «Nacemos solos, vivimos solos y morimos solos», estaba equivocado. Incluso aunque estemos solos, nunca estamos solos. Existimos en simbiosis, un término maravilloso que usamos para referirnos a organismos diferentes que viven juntos. Algunos animales son colonizados por microbios cuando todavía son óvulos sin fertilizar; otros reciben a sus primeros socios en el momento del nacimiento. A partir de entonces, nuestra vida continúa con ellos siempre presentes. Cuando comemos, también ellos lo hacen. Al viajar, se vienen con nosotros. Al morir, nos consumen. Cada uno de nosotros es un zoológico de nuestra propiedad, una colonia encerrada dentro de un solo cuerpo. Un colectivo multiespecies. Todo un mundo.

Estos conceptos pueden ser difíciles de entender, sobre todo porque los seres humanos somos una especie global. Nuestro alcance es ilimitado. Nos hemos expandido hasta el último rincón de nuestra esfera azul, y algunos de nosotros incluso hemos salido de ella. Puede resultar extraño considerar existencias que transcurren dentro de un intestino o en una sola célula, o imaginar partes de nuestro cuerpo como paisajes ondulantes. Y, sin embargo, sin duda lo son. La Tierra contiene una notable variedad de ecosistemas: selvas tropicales, praderas, arrecifes de coral, desiertos, marismas, cada uno con su propia y particular comunidad de especies. Pero un solo animal también está lleno de ecosistemas. Piel, boca, intestinos, genitales, cualquier órgano que se conecte con el mundo exterior tiene su propia y característica comunidad de microbios.[4] Todos los conceptos que usan los ecólogos para describir los ecosistemas de escala continental que vemos a través de los satélites también se aplican a los ecosistemas de nuestros cuerpos, que vemos a través de los microscopios. Podemos hablar de la diversidad de especies microbianas. Podemos describir redes alimentarias, en las que organismos comen y se dan de comer unos a otros. Podemos destacar microbios que ejercen una influencia desproporcionada sobre su medio ambiente, los equivalentes de las nutrias marinas o los lobos marinos. Podemos considerar a los microbios causantes de enfermedades (patógenos) criaturas invasoras, como podrían serlo los sapos de caña o a las hormigas coloradas. Podemos comparar el intestino de una persona que padece una enfermedad inflamatoria intestinal a un arrecife de coral que se está muriendo o a un campo en barbecho: un ecosistema maltratado donde el equilibrio entre organismos se ha roto.

Estas similitudes significan que cuando nos fijamos en una termita, o en una esponja, o en un ratón, también nos estamos fijando en nosotros mismos. Quizá sus microbios sean distintos de los nuestros, pero los mismos principios rigen en nuestras alianzas. Un calamar con bacterias luminosas que brillan solo por la noche puede recordarnos los flujos y reflujos diarios de bacterias en nuestros intestinos. Un arrecife de coral cuyos microbios andan revueltos debido a la contaminación o a la sobrepesca ilustra la agitación que se produce en nuestros intestinos cuando ingerimos alimentos poco saludables o antibióticos. Un ratón cuyo comportamiento cambia por influencia de sus microbios intestinales puede enseñarnos algo acerca de las complejas influencias que nuestros propios compañeros ejercen sobre nuestras mentes. A través de los microbios descubrimos nuestra similitud con otras criaturas, a pesar de que nuestras vidas son increíblemente diferentes. Ninguna de estas vidas se vive aislada; siempre existen en un contexto microbiano, e implican constantes negociaciones entre especies grandes y pequeñas. Los microbios también se mueven entre organismos, animales y humanos, y entre sus cuerpos y el suelo, el agua, el aire, los edificios y otros entornos. Nos conectan unos con otros y con el mundo.

Toda la zoología es en realidad ecología. No podemos entender por completo las vidas de los animales y los humanos sin conocer sus microbios y sus simbiosis con ellos. Y no podemos apreciar plenamente nuestro microbioma sin entender cómo enriquecen y determinan las vidas de las demás especies. Necesitamos tener a la vista todo el reino animal para luego acercarnos a los ecosistemas que existen ocultos en cada criatura. Cuando observamos escarabajos o elefantes, erizos de mar o lombrices de tierra, padres o amigos, vemos individuos haciendo el camino de la vida como un montón de células que forman un solo cuerpo, conducido por un solo cerebro y operando con un único genoma. Es una ficción agradable. De hecho, todos y cada uno de nosotros somos legión. Siempre un «nosotros» y nunca un «yo». Olvidémonos de Orson Welles y prestemos atención a Walt Whitman: «Soy tan grande que albergo multitudes».[5]

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Islas vivientes

La Tierra tiene 4.540 millones de años. Como un periodo de tiempo tan extenso es casi inimaginable, voy a comprimir la historia del planeta para que encaje en un año.[1] En este preciso momento en que el lector lee esta página, es el 31 de diciembre, poco antes de medianoche. (Afortunadamente, hace nueve segundos se inventaron los fuegos artificiales.) Los seres humanos solo han existido durante treinta minutos o menos. Los dinosaurios dominaron el mundo hasta la noche del 26 de diciembre, cuando un asteroide colisionó con el planeta y los extinguió (excepto la línea de las aves). Las flores y los mamíferos evolucionaron a principios de diciembre. En noviembre, las plantas invadieron la tierra, y en los mares aparecía la mayoría de los grandes grupos zoológicos. Las plantas y los animales se componen todos de muchas células, y organismos multicelulares similares habían evolucionado a primeros de octubre. Pudieron haber surgido antes, pues los fósiles resultan ambiguos y abiertos a la interpretación, pero habrían sido raros. Antes de octubre, casi todos los seres vivos que habitaban el planeta consistían en células individuales. Habrían sido invisibles a simple vista de haber existido ya ojos. Habían sido así desde que la vida apareció en algún momento de marzo.

Debo subrayarlo: todos los organismos visibles con los que estamos tan familiarizados, todo lo que acude a nuestra mente cuando pensamos en la «naturaleza», son los rezagados de esta historia de la vida. Son parte de la coda. Durante la mayor parte del tiempo, los microbios eran los únicos seres vivos que habitaban la Tierra. De marzo a octubre de nuestro calendario imaginario, eran los únicos personajes en la obra de la vida en el planeta.

En ese lapso lo cambiaron de forma irrevocable. Las bacterias enriquecen los suelos y descomponen los contaminantes. Mantienen los ciclos planetarios del carbono, el nitrógeno, el azufre y el fósforo, integrando estos elementos en compuestos que pueden ser utilizados por animales y plantas, y luego devolviéndolos a la tierra mediante la descomposición de cuerpos orgánicos. Las bacterias fueron los primeros organismos capaces de elaborar su propio alimento aprovechando la energía solar mediante un proceso llamado fotosíntesis. Liberaron oxígeno como desecho, y emitieron tal cantidad de este gas que cambiaron para siempre la atmósfera de nuestro planeta. Gracias a las bacterias vivimos en un mundo oxigenado. Incluso ahora, las bacterias fotosintéticas de los océanos producen la mitad del oxígeno que entra en nuestros pulmones, y retienen una cantidad igual de dióxido de carbono.[2] Se dice que ahora estamos en el Antropoceno: un nuevo periodo geológico caracterizado por el enorme impacto que los seres humanos han tenido en el planeta. También podría argüirse que seguimos en el microbioceno: un periodo que comenzó en los albores de la vida y continuará hasta su fin.

Los microbios están en todas partes. Viven en las aguas de las más profundas fosas oceánicas y en las rocas que allí se encuentran. Perviven en los surtidores hidrotermales, en los manantiales de aguas termales en ebullición y en el hielo antártico. Podemos encontrarlos hasta en las nubes, donde actúan como semillas de lluvia y nieve. Existen en cantidades astronómicas. En realidad, superan con creces las cifras astronómicas: hay más bacterias en nuestro intestino que estrellas en nuestra galaxia.[3]

Este es el mundo en el que se originaron los animales, un mundo saturado de microbios y transformado por ellos. Como dijo una vez el paleontólogo Andrew Knoll: «Los animales son como la guinda de la evolución, pero las bacterias son el pastel».[4] Siempre han formado parte de nuestra ecología. Evolucionamos entre ellos. Además, evolucionamos a partir de ellos. Los animales pertenecemos a un grupo de organismos llamados «eucariotas», que también incluye a las plantas, los hongos y las algas. A pesar de nuestra manifiesta variedad, todos los organismos eucariotas estamos hechos de células que comparten la misma arquitectura básica, la cual nos distingue de otras formas de vida. Estas células empaquetan casi todo su ADN en un núcleo central, una estructura que da su nombre al grupo; «eucariota» viene de la palabra griega para «nuez». Tienen un «esqueleto interno» que les da soporte estructural y transporta moléculas de un lugar a otro. Y poseen mitocondrias, orgánulos con forma de haba que les proporcionan energía.

Todos los organismos eucariotas compartimos estos rasgos porque todos evolucionamos a partir de un único antepasado que vivió hace unos 2.000 millones de años. Antes, la vida en la Tierra podía dividirse en dos campos o dominios: las bacterias, que ya conocemos, y las arqueas, que son menos conocidas y tienen una notable inclinación a colonizar entornos inhóspitos y extremos. Estos dos grupos estaban integrados por células individuales que carecían de la sofisticación de las eucariotas. No tenían esqueleto interno y carecían de núcleo. No tenían mitocondrias que les proporcionasen energía, por razones que pronto quedarán suficientemente claras. También eran semejantes en su superficie, por lo que los científicos creyeron en un principio que las arqueas eran bacterias. Pero las apariencias engañan; las arqueas son tan diferentes de las bacterias en su bioquímica como los sistemas operativos de los PC y los Macs.

Durante aproximadamente los primeros 2.500 millones de años de vida en la Tierra, bacterias y arqueas siguieron cursos evolutivos en gran medida independientes. Sin embargo, en una ocasión cargada de consecuencias, una bacteria se fusionó de algún modo con una arquea, perdió su existencia libre y quedó atrapada para siempre dentro de este nuevo anfitrión.(1) Así es como muchos científicos creen que surgieron las eucariotas. Esta es ya la historia de nuestra creación: dos grandes dominios de la vida se fusionaron para crear un tercero en la que fue la mayor simbiosis de todos los tiempos. La arquea proporcionó el chasis a la célula eucariota, mientras que la bacteria acabó transformándose en mitocondria.[5]

Todos los organismos eucariotas descienden de esa trascendental unión. Esta es la razón de que nuestros genomas contengan muchos genes que todavía tienen carácter arqueal y otros que se parecen más a los de las bacterias. Y también es la razón de que todos tengamos mitocondrias en nuestras células. Estas bacterias domesticadas lo cambiaron todo. Al proporcionar una fuente extra de energía, permitieron a las células eucariotas aumentar de tamaño y acumular más genes, lo que las hizo más complejas. Esto explica lo que el bioquímico Nick Lane llama el «agujero negro en el corazón de la biología». Hay un enorme vacío entre las células más simples, es decir, las bacterias y las arqueas, y las más complejas, es decir, las eucariotas, y la vida logró salvar ese vacío tan solo en una ocasión en 4.000 millones de años. Desde entonces, las innumerables bacterias y arqueas del mundo evolucionaron a una velocidad vertiginosa, pero nunca volvieron a producir una célula eucariota. ¿Cómo fue eso posible? Otras estructuras complejas, como ojos, corazas y cuerpos multicelulares, han evolucionado en muchas ocasiones independientes, pero la célula eucariota constituye una innovación única. Esto es así porque, como Lane y otros argumentan, la fusión que la creó —una fusión única entre una arquea y una bacteria— era tan sumamente improbable que nunca ha vuelto a producirse, o al menos nunca con éxito. Al producirse la unión, los dos microbios desafiaron las probabilidades e hicieron posible la existencia de todas las plantas, todos los animales y cualquier ser visible a simple vista, o cualquier ser con ojos, si vamos al caso. Ellos son la razón de que yo exista y escriba este libro y de que el lector exista y lo lea. En nuestro calendario imaginario, la fusión se produjo en algún momento de mediados de julio. Este libro trata de lo que sucedió después.

Después de que las células eucariotas evolucionaran, algunas empezaron a cooperar y agruparse, dando origen a criaturas pluricelulares, como los animales y las plantas. Por primera vez, los seres vivos se hicieron grandes; tanto que podían albergar en sus cuerpos enormes comunidades de bacterias y otros microbios.[6] Contar estos microbios es difícil. Se suele decir que una persona normal contiene diez células microbianas por cada célula humana, pero se trata de un redondeo muy aproximado debido a ciertos errores de cálculo. Esta proporción de 10 a 1, que encontramos en libros, revistas, TED talks y prácticamente todas las publicaciones científicas sobre este tema, es una estimación exagerada, basada en un cálculo que, desafortunadamente, se acepta como un hecho probado.[7] Las últimas estimaciones dicen que tenemos alrededor de 30 billones de células humanas y 39 billones de células microbianas; por tanto, se encuentran en una proporción casi igualada. Y estos números son inexactos, pero eso no importa mucho: cualquiera que sea el cálculo, albergamos multitudes.

Una vista microscópica de nuestra piel nos las mostraría: formas esféricas, bastones parecidos a salchichas y formas de judía similares a comas, microbios todos estos de solo unas pocas millonésimas de metro. Son tan pequeños que, a pesar de su abundancia, pesarían en conjunto unas pocas libras. Una docena o más de ellos, colocados en fila, ocuparían holgadamente la anchura de un cabello humano. Un millón podría pulular sobre la cabeza de un alfiler.

Sin disponer de un microscopio, la mayoría de nosotros nunca distinguiría directamente estos minúsculos organismos. Solo notamos las consecuencias de su presencia, en especial las negativas. Podemos experimentar los dolorosos retortijones de nuestro intestino inflamado, u oír el sonido de unos estornudos incontrolables. No podemos ver la bacteria Mycobacterium tuberculosis a simple vista, pero podemos ver la saliva con sangre de un enfermo de tuberculosis. La Yersinia pestis, otra bacteria, es asimismo invisible, pero las epidemias de peste que causa son sin duda patentes. Estos microbios causantes de enfermedades (patógenos) han traumatizado a los seres humanos a lo largo de la historia, y han dejado una persistente influencia cultural. La mayoría de los humanos todavía ve a los microbios como gérmenes patógenos, causantes de plagas que debemos evitar a toda costa. Los periódicos atemorizan con frecuencia a la gente hablando de objetos de uso cotidiano, desde teclados de ordenador hasta teléfonos móviles o pomos de las puertas, que están cubiertos de bacterias. De más bacterias incluso que la tapa de un inodoro. Dan por supuesto que estos microbios son contaminantes, y su presencia un signo de suciedad, miseria y enfermedad inminente. Se trata de un estereotipo totalmente injusto. La mayoría de los microbios no son patógenos. No causan enfermedades. Las especies de bacterias que producen enfermedades infecciosas en los seres humanos son menos de cien;[8] y los miles de especies que viven en nuestros intestinos son en su mayoría inofensivas. En el peor de los casos son viajeras o autoestopistas fugaces. En el mejor de los casos son partes inestimables de nuestro cuerpo: no atentan contra nuestras vidas, sino que las protegen. Se comportan como un órgano oculto tan importante como el estómago o los ojos, pero compuesto de billones de células individuales pululantes en lugar de constituir una sola masa unificada.

El microbioma es infinitamente más versátil que cualquiera de nuestras partes corporales más familiares. Nuestras células poseen entre 20.000 y 25.000 genes, pero se calcula que los microbios que se encuentran en nuestro interior presentan unas 500 veces más.[9] Esta riqueza genética, combinada con su rápida evolución, los convierte en unos virtuosos de la bioquímica, capaces de responder a cualquier reto. Nos ayudan a digerir nuestros alimentos, liberando nutrientes que sin ellos nos serían inaccesibles. Producen vitaminas y minerales que faltan en nuestra dieta. Descomponen toxinas y compuestos químicos peligrosos. Nos protegen de enfermedades desplazando a microbios más peligrosos o matándolos con sustancias químicas antimicrobianas. Producen sustancias que determinan nuestro olor corporal. Su presencia es tan inevitable que hemos externalizado en ellos aspectos sorprendentes de nuestras vidas. Guían la construcción de nuestro cuerpo, liberando moléculas y señales que dirigen el crecimiento de nuestros órganos. Educan nuestro sistema inmunitario, enseñándole a distinguir al amigo del enemigo. Influyen en el desarrollo del sistema nervioso, y tal vez incluso en nuestro comportamiento. Realizan importantes y variadas aportaciones a nuestras vidas; ningún resquicio de nuestra biología les resulta ajeno. Si los ignoramos, estaríamos mirando nuestra vida a través del ojo de una cerradura.

Este libro abrirá completamente la puerta. Exploraremos el increíble universo que existe en el interior de nuestros cuerpos. Aprenderemos mucho sobre los orígenes de nuestras alianzas con los microbios, sobre las formas, en apariencia contrarias al sentido común, en que ellos esculpen nuestros cuerpos y modelan nuestra vida cotidiana, y sobre los trucos que utilizamos para conservarlos y asegurarnos una asociación cordial. Veremos que sin darnos cuenta interrumpimos esta asociación y ponemos en peligro nuestra salud. Descubriremos cómo podemos evitar estos problemas manipulando el microbioma en nuestro beneficio. Y escucharemos historias de científicos desenvueltos, imaginativos y motivados que han dedicado su vida a entender el mundo microbiano, a menudo haciendo frente al desprecio, el rechazo y el fracaso.

Pero no nos centraremos solo en los seres humanos.[10] Exploraremos cómo los microbios han dotado a los animales de poderes extraordinarios, les han brindado oportunidades evolutivas y hasta les han dado sus propios genes. La abubilla, un ave con un perfil en forma de piqueta y colores de tigre, pinta sus huevos con un fluido rico en bacterias que segrega de una glándula situada debajo de la cola; estas bacterias liberan antibióticos que impiden que los microbios más peligrosos se infiltren en los huevos y dañen a los pollos. Las hormigas cortadoras de hojas también albergan en sus cuerpos microbios productores de antibióticos que usan para desinfectar los hongos que cultivan en sus jardines subterráneos. El pez globo, un animal dotado de púas que se infla, utiliza bacterias para producir tetrodotoxina, una sustancia excepcionalmente letal que envenena a cualquier depredador que intente comérselo. El escarabajo de la patata de Colorado, causa de plagas importantes, emplea bacterias en su saliva para suprimir las defensas de las plantas que devora. El pez cardenal, decorado con rayas de cebra, alberga bacterias luminosas que utiliza para atraer a sus presas. La hormiga león, un insecto depredador dotado de temibles mandíbulas, paraliza a sus víctimas con toxinas producidas por las bacterias de su saliva. Algunos gusanos nematodos matan insectos vomitando sobre ellos unas brillantes bacterias tóxicas;[11] otros hurgan en las células de plantas utilizando genes robados a microbios y causan importantes pérdidas agrícolas.

Las alianzas con los microbios han cambiado de forma reiterada el curso de la evolución animal y transformado el mundo que nos rodea. Resulta fácil apreciar la importancia de estas alianzas imaginando lo que sucedería si se rompieran. Supongamos que todos los microbios del planeta desaparecieran de forma repentina. Por el lado positivo, las enfermedades infecciosas serían cosa del pasado, y muchos insectos causantes de plagas serían incapaces de subsistir. Aquí termina la buena noticia. Los mamíferos herbívoros, como las vacas, las ovejas, los antílopes y los venados, morirían de inanición, pues su vida depende completamente de los microbios presentes en su aparato digestivo, que rompen las fibras duras de las plantas que comen. Las grandes manadas de las praderas africanas desaparecerían. Asimismo, las termitas dependen de los servicios digestivos de los microbios, por lo que también ellas dejarían de existir, al igual que los animales más grandes que dependen de ellas para alimentarse, o de sus montículos de tierra. Pulgones, cigarras y otros insectos que succionan savias perecerían sin las bacterias que necesitan para complementar los nutrientes ausentes de sus dietas. En los océanos profundos, muchos gusanos, crustáceos y otros animales dependen de bacterias para obtener su energía. Sin microbios, también ellos, y todas las redes alimenticias de estos oscuros mundos abisales, desaparecerían. A los pobladores de los océanos poco profundos no les iría mucho mejor. Los corales, que dependen de las algas microscópicas, y una sorprendente diversidad de bacterias, se tornarían débiles y vulnerables. Sus poderosos arrecifes se decolorarían y erosionarían, y toda la vida que sustentan se resentiría.

Curiosamente, a los seres humanos nos iría bien. A diferencia de otros animales, para los cuales la esterilidad microbiana significaría una muerte rápida, resistiríamos semanas, meses e incluso años. Nuestra salud podría sufrir, pero tendríamos que ocuparnos de menesteres más apremiantes. Los residuos se acumularían con rapidez, pues los microbios son los señores de la decadencia. Nuestro ganado perecería junto con otros mamíferos herbívoros. Lo mismo sucedería con nuestros cultivos; sin microbios que proporcionaran nitrógeno a las plantas, la Tierra experimentaría una desertización catastrófica. (Como este libro se centra exclusivamente en los animales, ofrezco mis más sinceras disculpas a los entusiastas de la botánica.) «Predecimos el completo colapso de la sociedad al cabo de un año más o menos, como resultado de un fallo catastrófico en la cadena alimentaria —escribieron los microbiólogos Jack Gilbert y Josh Neufeld, tras considerar este experimento mental— La mayoría de las especies de la Tierra se extinguirían, y el tamaño de las poblaciones se reduciría de un modo considerable en las especies que sobrevivieran.»[12]

Los microbios son importantes. Los hemos ignorado. Los hemos temido y odiado. Y es hora de valorarlos, pues de lo contrario nuestra comprensión de la biología humana sería muy pobre. En este libro me propongo mostrar en qué consiste en realidad el reino animal, y lo maravilloso que se vuelve cuando lo vemos como el mundo de asociación y cooperación que verdaderamente es. Esta es una versión de la historia natural que profundiza en su parte más conocida, en lo que de ella revelaron los grandes naturalistas del pasado.

En marzo de 1854, un británico de treinta y un años llamado Alfred Russel Wallace inició un épico periplo de ocho años por las islas de Malasia e Indonesia.[13] Observó orangutanes de piel rojiza, canguros que saltaban por los árboles, resplandecientes aves del paraíso, mariposas gigantes de alas de pájaro, el babirusa a (un animal cuyos colmillos crecen a través de su hocico), y una rana cuyas ancas en forma de paracaídas le permiten saltar de árbol en árbol. Wallace registró, atrapó y también disparó a todas aquellas maravillas, y así acumuló una asombrosa colección de más de 125.000 especímenes: conchas, plantas, miles de insectos clavados en bandejas, y aves y mamíferos desollados y embalsamados, o conservados en formol. Pero, a diferencia de muchos de sus contemporáneos, Wallace también lo etiquetó todo meticulosamente, anotando el lugar donde había recogido cada espécimen.

Esto fue fundamental. A partir de estos datos, Wallace dedujo ciertos patrones. Observó una gran variación en los animales que vivían en una zona determinada, incluso entre los de la misma especie. Se percató de que en algunas islas habitaban especies únicas. Se dio cuenta de que, mientras navegaba hacia el este, de Bali a Lombok, una distancia de solo 22 millas, los animales de Asia eran repentinamente sustituidos por una fauna muy diferente, la de Australasia, como si estas dos islas estuviesen separadas por una barrera invisible (que luego recibiría el nombre de Línea de Wallace). Por algo se le considera hoy el padre de la biogeografía, la ciencia que estudia los lugares donde viven y donde no viven las especies. Pero, como escribe David Quammen en The Song of the Dodo, «Tal como la practican los científicos más sesudos, la biogeografía no hace más que preguntar ¿qué especies? y ¿dónde? También pregunta ¿por qué? Y lo que a veces es aún más esencial: ¿por qué no?».[14]

El estudio de los microbiomas comienza precisamente con la catalogación de los microbios encontrados en los diferentes animales o en las diferentes partes del cuerpo de un mismo animal. ¿Qué especies se encuentran en un animal? ¿Por qué? ¿Y por qué no otras? Necesitamos conocer primero su biogeografía para luego poder profundizar en sus aportaciones. Las observaciones y los especímenes recolectados inspiraron a Wallace la idea clave de la biología: las especies cambian. «Cada especie empezó a existir coincidiendo en el espacio y en el tiempo con una especie preexistente estrechamente aliada con ella», escribió de forma reiterada, y a veces empleando cursivas.[15] Cuando los animales compiten, los individuos más aptos sobreviven y se reproducen, transmitiendo rasgos ventajosos a su descendencia. Es decir, evolucionan por medio de la selección natural. Esta fue la revelación más importante que la ciencia conoció jamás, y todo comenzó con una inquieta curiosidad por el mundo, con un deseo de explorarlo y una aptitud para registrar las formas de vida existentes en cualquier parte del mundo.

Wallace no fue más que uno de los muchos exploradores naturalistas que recorrieron el mundo y catalogaron sus riquezas. Charles Darwin resistió un viaje de cinco años por el mundo a bordo del HMS Beagle, durante el cual descubriría los huesos fosilizados de perezosos y armadillos gigantes en Argentina, y se encontraría con tortugas gigantes, iguanas y una gran diversidad de pinzones en las islas Galápagos. Sus experiencias y sus colecciones plantaron las semillas intelectuales de la misma idea que había germinado de forma independiente en la mente de Wallace, la teoría de la evolución, que quedaría inseparablemente asociada a su nombre. Thomas Henry Huxley, al que se conoció como «el bulldog de Darwin» por su defensa a ultranza de la selección natural, viajó a Australia y Nueva Guinea para estudiar invertebrados marinos. El botánico Joseph Dalton Hooker deambuló por la Antártida, recolectando plantas. Más recientemente, Edward Osborne Wilson, después de estudiar las hormigas de Melanesia, escribió un manual de biogeografía.

A menudo se supone que estos científicos legendarios se centraron exclusivamente en los mundos visibles de los animales y las plantas, ignorando los mundos ocultos de los microbios. Esto no es del todo cierto. Darwin recolectó microbios —los llamó «infusorios»— que pululaban sobre la cubierta del Beagle, y mantuvo correspondencia con los principales microbiólogos de la época.[16] Pero esto era lo máximo que podía hacer con los instrumentos de que disponía.

En cambio, los científicos de hoy pueden recoger muestras de microbios, descomponerlos, extraer su ADN e identificarlos mediante la secuenciación de sus genes. De esta manera pueden hacer exactamente lo que Darwin y Wallace hicieron. Pueden recoger especímenes de diferentes lugares y hacerse la pregunta fundamental: ¿cuáles viven aquí? Pueden hacer biogeografía, solo que en una escala diferente. La suave caricia de un bastoncito de algodón reemplaza a la agitación de un cazamariposas. Una lectura de genes es como hojear una guía de campo. Y una tarde en el zoológico examinando jaula tras jaula puede ser como el viaje del Beagle navegando de isla en isla.

Darwin, Wallace y sus colegas se sentían particularmente fascinados por las islas, y no sin motivo. Las islas son los lugares más adecuados para encontrar la vida en sus modalidades más extrañas, llamativas y superlativas. Su aislamiento, sus reducidos límites y su menor tamaño permiten que la evolución se manifieste con plenitud. Los patrones de la biología se nos muestran de un modo más nítido que en los extensos y contiguos continentes. Pero una isla no tiene por qué ser una masa de tierra rodeada de agua. Para los microbios, cada anfitrión es de hecho una isla, un mundo rodeado de vacío. Mi mano extendida acariciando a Baba en el zoológico de San Diego es como una balsa que transporta especies de una isla con forma humana a otra con forma de pangolín. Un adulto afectado por el cólera es como la isla de Guam invadida por serpientes foráneas. ¿Que ningún hombre es una isla? Esto no es verdad: todos somos islas desde el punto de vista de una bacteria.[17]

Cada uno de nosotros tiene su propio microbioma distintivo, conformado por los genes que hereda, los lugares en los que ha vivido, las medicinas que ha tomado, la comida que ha ingerido, los años que ha vivido y las manos que ha estrechado. Nuestros microbiomas son similares, sí, pero diferentes. Cuando los microbiólogos empezaron a catalogar el microbioma humano en su totalidad, esperaban descubrir un microbioma «nuclear»: un grupo de especies que todo el mundo comparte. En la actualidad, la existencia de tal núcleo es objeto de debate.[18] Algunas especies son comunes, pero ninguna está en todas partes. Si existe un núcleo, solo puede existir en el nivel de las funciones, no de los organismos. Hay ciertas tareas, como la de digerir un determinado nutriente, o emplear un truco metabólico específico, que siempre cumple un determinado microbio, pero no siempre el mismo. Esta tendencia puede observarse a una escala mayor. En Nueva Zelanda, los kiwis echan raíces a través de la hojarasca buscando gusanos, lo mismo que haría un tejón en Inglaterra. Los tigres y las panteras nebulosas acechan en los bosques de Sumatra, pero en Madagascar, donde no hay felinos, el mismo nicho lo ocupa una mangosta gigante llamada fosa; y en Komodo, el mayor depredador es un enorme lagarto. A diferentes islas, diferentes especies, las mismas funciones. Las islas de las que hablo aquí pueden ser grandes masas de tierra o individuos humanos.

En realidad, cada individuo es más bien como un archipiélago, una cadena de islas. Cada parte de nuestro cuerpo tiene su propia fauna microbiana, igual que las islas Galápagos tienen sus propias tortugas y pinzones. El microbioma de la piel humana es el dominio de microbios como el Propionibacterium, el Corynebacterium y el Staphylococcus, mientras que el Bacteroides reina en el intestino, el Lactobacillus domina en la vagina y el Streptococcus prevalece en la boca. Cada órgano también es distinto en este aspecto. Los microbios que viven al comienzo del intestino delgado son muy diferentes de los del recto. Los de la placa dental son distintos por encima y por debajo de la línea de las encías. En la piel, los microbios de las zonas grasientas de la cara y el pecho difieren de los que habitan en las selvas cálidas y húmedas de las ingles y las axilas, y de los colonizadores de los secos desiertos de los antebrazos y las palmas de las manos. Hablando de las palmas: la mano derecha comparte solo una sexta parte de sus especies microbianas con la mano izquierda.[19] Las variaciones existentes entre las partes del cuerpo empequeñecen las existentes entre las personas. Dicho de otro modo: las bacterias del antebrazo del lector son más similares a las de mi antebrazo que a las de su boca.

El microbioma varía en el tiempo y en el espacio. Cuando nace un bebé, abandona el mundo estéril del vientre de la madre y es colonizado de inmediato por sus microbios vaginales; casi las tres cuartas partes de las cepas de un recién nacido pueden proceder directamente de la madre. Luego se inicia una etapa de expansión. A medida que el bebé incorpora nuevas especies de los padres y del entorno, su microbiota intestinal se vuelve gradualmente más diversa.[20] Las especies dominantes crecen y decrecen: cuando la dieta del bebé cambia, los especialistas en la digestión de la leche, como el Bifidobacterium dejan paso a los comedores de carbohidratos, los Bacteroides. Y a medida que los mi ...