La sorprenent història evolutiva dels nostres bacteris orals

Vivint en i sobre els nostres cossos hi ha bilions de cèl·lules microbianes que pertanyen a milers d’espècies bacterianes: el nostre microbioma. Aquests microbis tenen un paper clau en la salut humana, però se sap poc sobre la seua evolució. En un nou estudi publicat a Proceedings of the National Academy of Sciences, un equip de recerca internacional multidisciplinari investiga la història evolutiva del microbioma oral dels homínids, analitza la placa dental fossilitzada d’humans i neandertals que abasta els últims 100.000 anys, i la compara amb les de ximpanzés salvatges, goril·les i micos udoladors.

Investigadors de 41 institucions en 13 països, inclòs l’investigador CIDEGENT Domingo C. Salazar-García de la Universitat de València, van contribuir a l’estudi i el van convertir en l’estudi més gran i ambiciós del microbioma oral antic fins a la data. La seua anàlisi del càlcul dental de més de 120 individus que representen punts clau en l’evolució de primats i humans ha revelat troballes sorprenents sobre el comportament primerenc humà i nous coneixements sobre l’evolució del microbioma homínid.

Una comunitat microbiana perdurable

Treballar amb ADN de desenes o centenars de milers d’anys és un gran desafiament i, de la mateixa manera que els arqueòlegs que reconstrueixen olles trencades, els arqueòlegs biomoleculars també han de reconstruir minuciosament els fragments trencats de genomes antics per reconstruir una imatge completa del passat. Per a aquest estudi, els investigadors han hagut de desenvolupar noves eines i enfocaments computacionals per analitzar genèticament milers de milions de fragments d’ADN i identificar les comunitats bacterianes mortes des de fa molt de temps conservades en el càlcul dental arqueològic. Amb aquestes noves eines, els investigadors han reconstruït el microbioma oral de 100.000 anys d’un neandertal de la cova Pešturina a Sèrbia, el microbioma oral més antic reconstruït amb èxit fins a la data en més de 50.000 anys.

“Hem pogut demostrar que l’ADN bacterià del microbioma oral conserva almenys el doble del que es pensava anteriorment”, diu James Fellows Yates, autor principal de l’Institut Max Planck per a la Ciència de la Història Humana. “Les eines i tècniques desenvolupades en aquest estudi obrin noves oportunitats per respondre a qüestions fonamentals en arqueologia microbiana i permetran explorar més àmpliament la relació íntima entre els humans i el seu microbioma.”

Dins de la placa dental fossilitzada, els investigadors han identificat deu grups de bacteris que han estat membres del microbioma oral dels primats durant més de 40 milions d’anys i que encara es comparteixen entre els humans i els seus parents més propers. Se sap que molts d’aquests bacteris tenen importants funcions beneficioses a la boca i poden ajudar a promoure les genives i les dents sanes. No obstant això, un nombre sorprenent d’aquests bacteris és tan poc estudiat que ni tan sols tenen noms d’espècies.

Interaccions paleolítiques i amor primerenc pel midó

Tot i que els humans comparteixen molts bacteris orals amb altres primats, els microbiomes orals dels humans i dels neandertals són particularment similars. No obstant això, hi ha algunes petites diferències, principalment a nivell de soques bacterianes. Quan els investigadors van aprofundir en aquestes diferències, van trobar que els humans antics que vivien a l’Edat de Gel d’Europa compartien algunes soques bacterianes amb els neandertals. Com que el microbioma oral s’adquireix normalment a la primera infància per part dels cuidadors, aquest repartiment pot reflectir els primers emparellaments humans-neandertals i la criança dels fills, com també s’ha indicat ja amb el descobriment de l’ADN neandertal en genomes humans antics i moderns. Els investigadors van trobar que les soques bacterianes semblants al neandertal ja no es van trobar en humans després de ca. Fa 14.000 anys, període durant el qual es va produir una important rotació de població a Europa al final de l’última Edat del Gel.

Sembla que un subgrup de bacteris Streptococcus presents tant en humans moderns com en neandertals s’ha adaptat especialment per consumir midó al començament de l’evolució de l’Homo. Això suggereix que els aliments amb midó es van convertir en importants en la dieta humana molt abans de la introducció de l'agricultura i, de fet, fins i tot abans de l'evolució dels humans moderns. Els aliments amb midó, com ara arrels, tubercles i llavors, són riques fonts d’energia i estudis previs han argumentat que la transició a menjar aliments amb midó pot haver ajudat els nostres avantpassats a fer créixer els grans cervells que caracteritzen la nostra espècie.

“Els estudis sobre l’anàlisi de micro-restes vegetals sobre càlcul dental neandertal ja assenyalen que la dieta neandertal era més variada del que es pensava i incloïa una gran varietat d’aliments vegetals", afirma l’investigador valencià Domingo C. Salazar García, un dels autors sènior de l’estudi. “No obstant això, confirmar-ho gràcies al perfil del microbioma oral reforça clarament la idea que els nostres avantpassats no eren tan ‘simples’ com molts encara els retraten, definitivament no parlen en termes dietètics”, argumenta.

Reconstruir el que hi havia al menú dels nostres avantpassats més antics és un repte difícil, però els nostres bacteris orals poden contenir pistes importants per comprendre els primers canvis dietètics que ens han fet únicament humans. És un aliment important per al pensament: les humils plaques bacterianes que creixen a les nostres dents i que cada dia eliminem amb el raspall acuradament contenen pistes remarcables no només per a la nostra salut, sinó també per a la nostra evolució.

L’aportació arqueològica ibèrica

Molts dels exemplars arqueològics analitzats en aquest estudi provenen de la península Ibèrica fruit de projectes de recerca coordinats per l’investigador valencià, que n’ha seleccionat i mostrat molts. Aquests inclouen mostres de neandertals de Sima de las Palomas (Múrcia), Banyoles (Catalunya), La Güelga (Astúries), Cueva de Valdegoba (Castella Lleó) i Boquete de Zafarraya (Andalusia). Inclouen també humans anatòmicament moderns de l’època anterior a l’agricultura com els de la necròpoli mesolítica valenciana del Collado (Oliva, València). Aquests últims, conservats al Museu de Prehistòria de València, tenen una rellevància especial ja que són les mostres humanes més recents incloses a l’estudi.

A més, els dentistes valencians i coautors de l’article Sofía Rodríguez Moroder, Ana Grande Mateo i Elena Escribano Escrivá, van recollir molts dels càlculs dentals moderns utilitzats en aquest estudi.