Existe una rica historia de filósofos y científicos que hacen preguntas como: «¿Quién soy, de dónde vengo y con quién estoy relacionado?». La tecnología moderna nos permite analizar el ADN en nuestros 23 pares de cromosomas humanos. Mucha gente piensa que nuestro ADN controla gran parte de lo que somos, como nuestra apariencia física, inteligencia y muchas habilidades innatas. Algunos incluso piensan que define nuestra raza o etnia. Algunas de estas personas también estarían de acuerdo con el dicho, eres lo que comes, aunque eso en realidad sería una contradicción. Es decir, nuestras dietas afectan nuestra salud física y mental. En este artículo, abordaré estas preguntas. Describiré algunas suposiciones básicas que aprendimos de niños, como que heredamos exactamente la mitad de nuestros genes de cada padre y podemos rastrear nuestra ascendencia miles de años atrás. Luego, mostraré cómo esto es una simplificación excesiva en un nivel y absolutamente erróneo en un nivel más profundo.

Genealogía y antepasados comunes

Actualmente, la genealogía es un gran negocio y un pasatiempo muy popular. En 2021 se vendieron más de 100 millones de pruebas de ADN. Mucha gente quiere saber dónde encajan en el árbol de la vida. Las secuencias de bases de su ADN se pueden comparar con las de personas de todas partes del mundo. Podría descubrir que está relacionado con una persona famosa en la historia, como Carlomagno. Para hacer esto, se hacen algunas suposiciones básicas. Suponemos que obtenemos exactamente la mitad de nuestro ADN de nuestra madre y la otra mitad de nuestro padre. Con base en esto, la fracción de nuestro ADN que proviene de nuestros antepasados recientes es 1/2n, donde n es el número de generaciones. Es decir, obtenemos la mitad de nuestro ADN de cada uno de nuestros dos padres, un cuarto de cada uno de nuestros cuatro abuelos y un octavo de cada uno de nuestros ocho bisabuelos. En este proceso, decimos que el ADN y los genes se transfieren verticalmente de padres a hijos.

Esto predice que podemos retroceder muchos años más y encontrar algunos antepasados interesantes. Hace unos 150 años, teníamos 64 tatara-tatara-tatarabuelos. Descendimos de 64 personas diferentes. En la 33a generación (hace unos 800 a 1,000 años) tenemos más de ocho mil millones de antepasados. Eso es más que la cantidad de personas vivas hoy, mucho más grande que la población mundial hace un milenio.1 Aun así, esto supone que el apareamiento es aleatorio y que las poblaciones se entremezclan constantemente. De hecho, el Homo sapiens es algo endogámico. En comunidades aisladas, los primos lejanos que comparten solo el 1% de su ADN a menudo se casan y engendran hijos. Su antepasado común más reciente habría vivido hace más de 150 años. Además, muchos de los antepasados de uno pueden ocupar varios lugares en el árbol genealógico. Su tatarabuela también podría haber sido su tatara-tatara-tatara-tatara.1

Cuando se consideran las generaciones mayores, se llega a una fecha en la que nuestros árboles genealógicos comparten no solo un antepasado en común, sino también todos los antepasados. Se llega a un punto aislado genético, en el que los árboles genealógicos de dos personas cualesquiera en la tierra ahora se remontan al mismo conjunto de individuos. Las personas que estaban vivas en el punto aislado genético eran los antepasados de todos los que vivían hoy o de ninguno de los que viven hoy. Los humanos abandonaron África y comenzaron a dispersarse por todo el mundo hace al menos 120,000 años, pero el punto aislado genético ocurrió mucho más recientemente, en algún lugar entre el 5,300 y 2,200 a. C., según modelos matemáticos y simulaciones por computadora de un grupo de estadísticos dirigido por Douglas Rohde.2 Reconocieron que el modelo de apareamiento aleatorio ignora aspectos esenciales de la subestructura de la población, como la tendencia de los individuos a elegir parejas del mismo grupo social y el relativo aislamiento de grupos separados geográficamente. Cuando esto se incluyó en el modelo, pudieron estimar el isopunto genético. Esto sugiere que las genealogías de todos los seres humanos vivos se superponen de manera notable en el pasado reciente.2

Esto destruye por completo el concepto de diferentes razas y linajes puros de humanos.1 Nadie tiene antepasados de un solo origen étnico o región del mundo.1 La raza es una construcción social sin base científica. Solo hay una raza: la raza humana.

Existe otra complicación al intentar determinar la genealogía de uno, la recombinación. Realmente no heredamos exactamente la mitad de nuestro ADN de cada padre. Partes del ADN en los cromosomas de cada padre se rompen y se recombinan con la producción del cigoto u óvulo fertilizado. Esto provoca una reorganización aleatoria de genes en cada generación sucesiva. Entonces, algunos de los antepasados de uno contribuyen de manera desproporcionada a su genoma, mientras que otros no contribuyen con ninguno. Nuestra genética no refleja con precisión nuestra genealogía cuando nos remontamos a algunas generaciones. Además, nuestro código genético no es una entidad estática. Algunas partes de un cromosoma pueden cambiar su posición dentro del genoma. Se descubrió que esto ocurría en el maíz, por Barbara McClintock en 1956.3 Ella los llamó genes saltarines. Sus resultados fueron ignorados, en parte porque era una mujer. Afortunadamente, ganó el premio Nobel de fisiología o medicina en 1983 por su trabajo fundamental.

Una gran fracción de los genomas de sus células eucariotas está formada por elementos transponibles.4 Son repeticiones intercaladas con un alto número de copias. Esto se debe a que han ingresado a los genomas innumerables veces a lo largo de la historia evolutiva.4

Recombinación de genes

Los seres humanos tienen dos copias de los cromosomas 1 a 22 (los cromosomas autosómicos) y dos cromosomas sexuales. Las células son diploides. Casi todas las mujeres tienen dos cromosomas X y los hombres tienen un cromosoma X y uno Y. Sin embargo, algunas personas tienen más de dos cromosomas sexuales. Algunas personas tienen dos cromosomas X y un cromosoma Y. Los cromosomas contienen ADN que está formado por cuatro bases: adenina, timina, guanina y citosina, dispuestas en una doble hélice. El ADN de algunas partes de nuestros cromosomas se transcribe en ARN mensajero (ARNm), que sale del núcleo celular y entra en el citosol de la célula. El ARNm se traduce en proteínas en los ribosomas que se encuentran en el citosol. Las células humanas tienen alrededor de 23,000 genes que codifican proteínas. Además, la recombinación de ADN ocurre cuando una sección de ADN de un cromosoma se intercambia con ADN de otro cromosoma cortando y pegando. Suele ocurrir entre regiones de secuencias de bases similares.

Para que se produzca la reproducción sexual en humanos, los espermatozoides y los óvulos deben producirse mediante la división por reducción de las células diploides parentales. Es decir, las células parentales diploides se someten a una ronda de replicación del ADN, seguida de dos ciclos separados de división celular para producir cuatro células haploides (espermatozoides para machos y óvulos para hembras). Cuando los cromosomas de un espermatozoide y un óvulo se unen para formar un óvulo fertilizado, se produce cierta recombinación.5

Sin embargo, no todo nuestro ADN proviene de antepasados humanos. Cuando los virus y las bacterias infectaron a nuestros ancestros lejanos, parte de su ADN se recombinó con los cromosomas humanos. A esto se le llama transferencia horizontal de ADN. Gran parte de nuestro ADN contiene restos de virus antiguos.

Entonces, el rizoma de la vida es probablemente una metáfora mejor que el árbol de la vida. Los rizomas son tallos de plantas subterráneos modificados que envían raíces desde sus nodos. Algunas especies de bacterias pueden formar colonias en raíces y rizomas. Por ejemplo, Rhizobium y Bradyrhizobium colonizan las raíces de las leguminosas, provocando la formación de nódulos que atraen más de estas bacterias fotosintéticas. Las bacterias convierten el gas nitrógeno atmosférico (N2) en amoníaco (NH3), que las leguminosas pueden utilizar para producir hojas en esta relación simbiótica.

De manera similar, las bacterias y los virus pueden ingresar a todas las ramas de la vida e integrar su ADN en ellas. Entonces, el ADN en todas las especies es en realidad un mosaico de secuencias de genes con una variedad de orígenes. Los genomas son colecciones de genes con diferentes historias evolutivas que no están bien representadas por un solo árbol de la vida. Al mismo tiempo, muchos genes tienen diferentes orígenes debido a la recombinación. Las bacterias y las arqueas transfieren genes lateralmente de una especie a otra de forma rutinaria. Además, fragmentos de ADN y ARN víricos pueden ser la fuente de retrotransposones que hacen que nuestro cerebro humano sea muy diferente al de otros primates. Las bacterias y muchos tipos de virus tienen ADN, que se transcribe en ARNm y luego se traduce en proteínas. Otros virus (como el VIH y el SARS-CoV-2) tienen ARN en lugar de ADN. Su ARN se transcribe de forma inversa a partir del ADN. Los retrotransposones son secuencias de ADN que comparten una homología con retrovirus que tienen ARN que se transcribe de forma inversa en ADN cuando el virus se replica.

Los retrotransposones fueron cruciales para la aparición de la morfología y función del cerebro de mamíferos, primates y humanos.4, 6 Aproximadamente la mitad de los nucleótidos del genoma humano son partes de retrotransposones.7 Los retrotransposones L1 están activos en el hipocampo y el núcleo caudado del cerebro humano y pueden explicar muchas de las diferencias que se observan en los llamados gemelos idénticos (en realidad, gemelos monocigóticos). Los retrotransposones también son importantes para generar nuevas neuronas a lo largo de la vida en el hipocampo. Los retrotransposones L1 también se utilizan en el cerebro humano en desarrollo, en el que constantemente se forman nuevas neuronas. Por otro lado, las inserciones de L1 ocurren en genes que comúnmente están mutados en el cáncer. Entonces, estamos cambiando la forma en que pensamos sobre los orígenes de la vida y su diversidad.

Usted es lo que come. Aproximadamente el 99% de los genes que codifican proteínas en nuestro cuerpo provienen de bacterias en nuestro intestino

Aunque muchas personas buscan las identidades a través de la genealogía, a menudo escuchamos el dicho: «Eres lo que comes». Es decir, nuestras dietas afectan nuestra salud. Una dieta saludable basada principalmente en plantas apoyará el sistema inmunológico y ayudará a prevenir la obesidad y las enfermedades del envejecimiento. Esto incluye la mayoría de los tipos de cáncer, así como diabetes, enfermedades cardiovasculares, demencia y enfermedades neurodegenerativas. Una forma en que esto sucede es produciendo un microbioma intestinal y un sistema nervioso entérico saludables.8, 9

El contenido de nuestro tracto intestinal pertenece a nuestro cuerpo. Es una relación simbiótica y mutualista. Las frutas y verduras frescas, así como el pan y la pasta integrales, proporcionan fibra dietética que ayuda a formar un microbioma intestinal saludable (la colección de todos los microorganismos en el intestino). Por el contrario, la carne roja tiende a aumentar los niveles de bacterias peligrosas como Fusobacterium nucleatum, que causa daño al ADN e inestabilidad genómica dentro de los tumores en desarrollo. Este tipo de bacteria estimula la inflamación y puede evitar que los tumores sean identificados y destruidos por el sistema inmunológico. Esto aumenta el riesgo de propagación del cáncer. La disbiosis en el eje microbiota intestinal-intestino-cerebro juega un papel importante en el comportamiento social aberrante, así como en la etiología de varias enfermedades neurodegenerativas, como la ansiedad, la depresión, el autismo y la enfermedad de Parkinson. Por otro lado, las dietas veganas y vegetarianas, así como la dieta mediterránea, ayudan a construir un microbioma intestinal saludable. 8, 9

La dieta, el ejercicio, el estado de ánimo, la salud en general y el estrés pueden cambiar las concentraciones de hormonas que afectan el microbioma intestinal. También ocurre lo contrario. Una microbiota intestinal sana puede ayudar a mantener a una persona tranquila porque las bacterias afectan las concentraciones de las hormonas del estrés (corticosterona y hormona adrenocorticotrópica o ACTH). Por otro lado, la disbiosis en el microbioma intestinal puede contribuir a enfermedades autoinmunes, incluida la diabetes tipo 1.9 Esta forma de comunicación entre reinos se ha denominado endocrinología microbiana. Por ejemplo, la excreción de neurohormonas mediada por estrés puede alterar la expresión de genes en bacterias patógenas en el intestino. Las hormonas y los neurotransmisores afectan muchos aspectos del comportamiento, que no está simplemente conectado al cerebro que está en el cráneo. Nuestra salud y comportamiento también dependen en parte del microbioma intestinal, nuestro segundo cerebro. Como resultado, nuestro comportamiento y habilidades mentales están influenciados por nuestro estilo de vida, dieta y exposición a antibióticos. No están programados por los genes que heredamos al momento de la concepción.9

A menudo, me preguntan por qué no tengo mi genealogía determinada. ¿No quieres saber quién eres? Mi respuesta es: «Ya sé que soy casi 100% estadounidense». Las bacterias de mi intestino provienen de la comida que como, que proviene casi exclusivamente de algún lugar de las Américas.

De hecho, la verdad es que mi información genética cambia constantemente. Hay una capa de control que se encuentra por encima de la genética. Se llama epigenética. Es decir, nuestro ADN puede modificarse antes de que se transcriba en ARNm y se traduzca en proteínas. Las proteínas también se pueden modificar cuando el entorno interno o externo lo requiera. La transcripción y expresión de genes debe activarse y desactivarse en los momentos adecuados para mantener los muchos ritmos de la vida. No soy la misma persona por la mañana que por la noche. Mañana no seré exactamente la misma persona que soy hoy.

Notas

1 Hershberger, S. (2020). Humans are more closely related than we commonly thought. Scientific American. Octubre, 5.
2 Rohde, D. L. et al. (2004). Modelling the most common ancestry of all living humans. Nature. Vol. 431, pp. 562-566.
3 McClintock, B. (1956). Controlling elements and the gene. Cold Spring Harbor Symposium Quantitative Biology Vol. 21, pp. 197–216.
4 Ferrari, R. et al. (2021). Retrotransposons as drivers of mammalian brain evolution. Life. Vol. 11. Art. 36.
5 Williams, M. y Teixeira, J. (2020). A genetic perspective on human origins. Portland Press.
6 Coraux, R. y Batzer, M. A. (2009). The impact of retrotransposons on human genome evolution. Nature Reviews Genetics. Vol. 10, p. 691-703.
7 Lee, G. et al. (2012). Landscape of somatic retrotransposition in human cancers. Science. Vol. 337, p. 967-971.
8 Smith, R. (2018). Don’t eat meat! Save yourself and humanity. Wall Street International. Octubre, 24.
9 Smith, R. (2019). Our second brain. The enteric nervous system and gut microbiome. Wall Street International. Julio, 24.