La sorprendente historia evolutiva de nuestras bacterias orales en los últimos 100.000 años

Viviendo en y sobre nuestros cuerpos hay billones de células microbianas que pertenecen a miles de especies bacterianas: nuestro microbioma. Estos microbios tienen un papel clave en la salud humana, pero se sabe poco sobre su evolución. En un nuevo estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, un equipo de investigación internacional multidisciplinario investiga la historia evolutiva del microbioma oral de los homínidos, analiza la placa dental fosilizada de humanos y neandertales que abarca los últimos 100.000 años, y la compara con las de chimpancés salvajes, gorilas y monos aulladores.

Investigadores de 41 instituciones en 13 países, incluido el investigador CIDEGENT Domingo C. Salazar-García de la Universitat de València, contribuyeron al estudio y lo convirtieron en el estudio más grande y ambicioso del microbioma oral antiguo hasta la fecha. Su análisis del cálculo dental de más de 120 individuos que representan puntos clave en la evolución de primates y humanos ha revelado hallazgos sorprendentes sobre el comportamiento humano temprano y nuevos conocimientos sobre la evolución del microbioma homínido.

Una comunidad microbiana perdurable

Trabajar con ADN de decenas o cientos de miles de años es un gran desafío y, al igual que los arqueólogos que reconstruyen vasijas rotas, los arqueólogos biomoleculares también tienen que reconstruir minuciosamente los fragmentos rotos de genomas antiguos para reconstruir una imagen completa del pasado. Para este estudio, los investigadores tuvieron que desarrollar nuevas herramientas y enfoques computacionales para analizar genéticamente miles de millones de fragmentos de ADN e identificar las comunidades bacterianas muertas desde hace mucho tiempo conservadas en el cálculo dental arqueológico. Con estas nuevas herramientas, los investigadores reconstruyeron el microbioma oral de 100.000 años de un neandertal de la cueva Pešturina en Serbia, el microbioma oral más antiguo reconstruido con éxito hasta la fecha en más de 50.000 años.

“Pudimos demostrar que el ADN bacteriano del microbioma oral se conserva al menos el doble del tiempo que se pensaba”, dijo James Fellows Yates, autor principal del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Historia Humana. “Las herramientas y técnicas desarrolladas en este estudio abren nuevas oportunidades para responder preguntas fundamentales en arqueología microbiana y permitirán una exploración más amplia de la relación íntima entre los humanos y su microbioma.”

Dentro de la placa dental fosilizada, los investigadores identificaron diez grupos de bacterias que han sido miembros del microbioma oral de los primates durante más de 40 millones de años y que aún se comparten entre los humanos y sus parientes primates más cercanos. Se sabe que muchas de estas bacterias tienen importantes funciones beneficiosas en la boca y pueden ayudar a promover la salud de las encías y los dientes. Sin embargo, un número sorprendente de estas bacterias está tan poco estudiado que incluso carecen de nombres de especies.

Interacciones paleolíticas y un amor temprano por el almidón

Aunque los humanos comparten muchas bacterias orales con otros primates, los microbiomas orales de humanos y neandertales son particularmente similares. Sin embargo, existen algunas pequeñas diferencias, principalmente a nivel de cepas bacterianas. Cuando los investigadores examinaron más de cerca estas diferencias, encontraron que los humanos antiguos que vivían en la Europa de la Edad de Hielo compartían algunas cepas bacterianas con los neandertales. Debido a que el microbioma oral se adquiere típicamente en la primera infancia de los cuidadores, este intercambio puede reflejar emparejamientos más tempranos entre humanos y neandertales y la crianza de los niños, como también ha sido indicado por el descubrimiento del ADN neandertal en genomas humanos antiguos y modernos. Los investigadores encontraron que las cepas bacterianas similares al neandertal ya no se encontraron en humanos después de aprox. Hace 14.000 años, un período durante el cual hubo un cambio sustancial de población en Europa al final de la última Edad de Hielo.

Un subgrupo de bacterias Streptococcus presentes tanto en los humanos modernos como en los neandertales parece haberse adaptado especialmente para consumir almidón al principio de la evolución del Homo. Esto sugiere que los alimentos con almidón se volvieron importantes en la dieta humana mucho antes de la introducción de la agricultura y, de hecho, incluso antes de la evolución de los humanos modernos. Los alimentos con almidón, como las raíces, los tubérculos y las semillas, son fuentes ricas de energía, y estudios anteriores han argumentado que una transición a comer alimentos con almidón puede haber ayudado a nuestros antepasados a desarrollar los grandes cerebros que caracterizan a nuestra especie.

“Los estudios de análisis de micro restos vegetales en el cálculo dental de los neandertales ya señalan que la dieta de los neandertales era más variada de lo que se pensaba, e incluía una variedad de alimentos vegetales”, dice el investigador valenciano Domingo C. Salazar García, uno de los autores principales del estudio. “Sin embargo, confirmar esto gracias al perfil del microbioma oral refuerza claramente la idea de que nuestros antepasados no eran tan ‘simples’ como muchos todavía los retratan, definitivamente no hablando desde el punto de vista dietético”, argumenta.

Reconstruir lo que estaba en el menú de nuestros antepasados más antiguos es un desafío difícil, pero nuestras bacterias orales pueden contener pistas importantes para comprender los primeros cambios en la dieta que nos han hecho exclusivamente humanos. Es un tema importante para la reflexión: las humildes placas bacterianas que crecen en nuestros dientes y que limpiamos con cuidado todos los días contienen pistas notables no solo sobre nuestra salud, sino también sobre nuestra evolución.

La aportación arqueológica ibérica

Muchos de los ejemplares arqueológicos analizados en este estudio proceden de la Península Ibérica como resultado de proyectos de investigación coordinados por el investigador valenciano, que seleccionó y muestreó muchos de ellos. Estos incluyen muestras de neandertales de Sima de las Palomas (Murcia), Banyoles (Cataluña), La Güelga (Asturias), Cueva de Valdegoba (Castilla León) y Boquete de Zafarraya (Andalucía). Se incluyen también humanos anatómicamente modernos de época preagrícola como los de la necrópolis mesolítica valenciana de El Collado (Oliva, València). Estos últimos, comisariados en el Museu de Prehistòria de València, son de especial relevancia por tratarse de las muestras humanas preagrícolas más recientes incluidas en el estudio.

Además, los dentistas valencianos y coautores del artículo Sofía Rodríguez Moroder, Ana Grande Mateo y Elena Escribano Escrivá, recogieron muchos de los cálculos dentales modernos utilizados en este estudio.