El microbioma de la fauna silvestre

La comunidad microbiana intestinal de los animales escasos alberga secretos de su supervivencia.

Se están investigando las comunidades bacterianas de los animales escasos, como el kakapó. [Stephen Belcher/Minden Pictures]

El kakapó es un loro gravemente amenazado de Nueva Zelanda, el más pesado del mundo, incapaz de volar y de hábitos nocturnos. De plumaje fragante y verde musgoso y un extraño semblante con «mostachos», tiene una esperanza de vida confirmada de hasta 90 años. A toda esa lista de peculiaridades se suma ahora su microbioma intestinal, compuesto casi por completo por bacterias Escherichia coli. A semejanza del ser humano, el tubo digestivo, la piel y otras partes del cuerpo de los animales albergan billones de bacterias, virus, arqueas y hongos: un ecosistema interno que ayuda a extraer los nutrientes de los alimentos, a combatir los microbios patógenos y a potenciar el sistema inmunitario.

Ahora, a medida que la secuenciación genética se abarata y gana en refinamiento, los científicos están examinando los singulares microbiomas de algunas especies animales amenazadas en busca de pistas que ayuden a evitar su extinción.

Tales investigaciones han revelado que el kakapó es tan extraño por dentro como por fuera, afirma Annie West, ecóloga microbiana de la Universidad de Auckland: «Su microbioma es bastante raro, como casi todo en él». Quedan unos 250 kakapós que viven en cinco islas remotas, a salvo de los depredadores y bajo la atenta supervisión de los funcionarios de fauna neozelandeses.

En 2019, funcionarios del Gobierno y voluntarios recogieron deposiciones recientes y material de nidos de 67 polluelos y enviaron las muestras a West para que analizara el ADN.

E. coli es ubicua en el aparato digestivo humano, pero solo representa un pequeño porcentaje de las bacterias que habitan en nosotros. Investigaciones precedentes habían revelado que esta bacteria domina en el intestino del kakapó adulto, si bien los porcentajes varían notablemente de un individuo a otro, llegando en ciertos casos a constituir hasta el 99 por ciento del microbioma. En un nuevo estudio publicado en Animal Microbiome, West y sus colaboradores describen que, al poco de nacer, E. coli ya forma el grueso de la comunidad microbiana intestinal, predominancia esta que no hace sino aumentar a medida que crece el pollo.

«Es muy raro. Si se diera en una persona, sería preocupante», comenta West. No se sabe si eso es perjudicial para el kakapó, pero un microbioma tan homogéneo despierta preocupación porque podría no estar desempeñando todas las funciones que un animal precisa. «Si el microbioma pierde diversidad, posiblemente pierda cierta funcionalidad», añade West. También se ha comprobado que, cuando se alimenta a sus pollos con suplementos específicos para ellos, comienza a predominar otra bacteria.

El microbioma simplificado se explica en parte por la extrema escasez de este loro áptero. En otros estudios se ha visto que, cuando las poblaciones animales disminuyen o quedan fragmentadas, algunos de los microbios que albergan también se pierden, explica Lifeng Zhu, ecólogo de la Universidad Normal de Nankín que no ha participado en el nuevo trabajo. «Es necesario conservar la diversidad microbiana del cuerpo de los animales tanto como la de los ecosistemas y las especies», afirma. Zhu explica que el cambio climático, la degradación del hábitat, el contacto con los seres humanos y la permanencia en cautividad pueden alterar drásticamente el microbioma animal, y cuando comenzamos a intervenir con el propósito de salvar las especies amenazadas, podemos ejercer efectos indeseados en los mundos en miniatura de su interior.

Las investigaciones del propio Zhu han demostrado que los pandas gigantes mantenidos en los centros de cría albergan microbios por completo distintos a sus iguales en libertad, sobre todo porque consumen alimentos diferentes. Cuando un panda criado en cautividad se deja en libertad, su microbioma experimenta una transformación a lo largo de un año, durante el cual corre más riesgo de enfermar. «Nos hemos dado cuenta de que los pandas no solo necesitan adquirir un comportamiento salvaje, sino un microbioma intestinal que también lo sea», afirma Zhu.

Los biólogos andan catalogando todavía los microbios que habitan en el cuerpo de las especies más amenazadas y los cambios que esas comunidades microbianas experimentan con el tiempo, explica la bióloga marina de la Universidad Flinders, Elizabeth Dinsdale, que bucea con tiburones para obtener muestras de los microbios de su piel. Cerca del 90 por ciento de los que ha descubierto eran desconocidos para la ciencia, y su equipo ha reconocido la existencia de distintas poblaciones del tiburón ballena en virtud de su microbioma cutáneo.

La siguiente pregunta crucial es qué hacen exactamente todos esos microorganismos en el hospedador. La secuenciación del genoma aportará pistas al revelar los genes que fabrican las proteínas con que se digiere la fibra vegetal, se tolera la salinidad o se neutralizan los metales pesados. El cultivo de las colonias microbianas en el laboratorio, que ayuda a confirmar el cometido de los microorganismos, es lento, caro y difícil de llevar a cabo en muchos microbios. Pero los incipientes avances en robótica prometen acelerar el proceso y permitirán observar el modo en que cada microbio actúa en concierto con los demás.

Algunos investigadores ya están experimentando con la ingeniería microbiómica. Por ejemplo, las comunidades microbianas mucosas de los corales son sensibles a la temperatura y la contaminación; las aguas marinas excesivamente cálidas hacen que expulsen las microalgas simbióticas de las que dependen, lo que causa el blanqueamiento. Dinsdale explica que en Australia se está estudiando si es posible crear corales resistentes al cambio climático por medio de «una especie de elixir microbiano» a base de bacterias que están más habituadas a las oscilaciones de la temperatura. Otros ecólogos de ese país han demostrado que se puede modificar el microbioma del koala con el trasplante de heces, de modo que este marsupial emblemático sea capaz de digerir otras especies de eucalipto.

En Estados Unidos, el laboratorio de Valerie J. McKenzie en la Universidad de Colorado en Boulder está usando probióticos para intentar salvar los sapos boreales de la quitridiomicosis, una enfermedad causada por hongos. Los anfibios albergan un microbioma rico en su piel recubierta de moco, que es donde ataca el devastador hongo Batrachochytrium dendrobatidis. El equipo de McKenzie ha descubierto una bacteria dotada de una potente acción fungicida que se encuentra de forma natural tanto en el hábitat de las Montañas Rocosas donde habitan los sapos amenazados como en su propia piel. El grupo ha demostrado en el laboratorio que cuando se inocula este microbio probiótico a los sapos, aumenta un 40 por ciento su probabilidad de supervivencia a la infección fúngica.

Como paso siguiente, McKenzie y su equipo capturaron sapos jóvenes y los depositaron en «balnearios» hechos a la medida, donde se bañaban durante 24 horas con el probiótico antes de devolverlos a su medio. Para que el tratamiento funcione «hay que aplicarlo en el momento oportuno del desarrollo», aclara la experta. Los sapos tratados que se volvieron a capturar estaban menos enfermos que los individuos del grupo de control sin tratar.

West espera que su investigación sobre el microbioma conduzca algún día a tratamientos parecidos para el kakapó. Por lo menos, opina que ahora que sabemos cuál es la composición normal de su microbiota intestinal, el análisis periódico de las deposiciones servirá como indicador precoz de alteración a los responsables de su conservación. «La idea es que, en lugar de tomar muestras directas de los kakapós, con el estrés que ello provoca, el perfil del microbioma permita saber si están enfermos, aunque no se aprecien síntomas externos. Este conocimiento tendría grandes implicaciones en los programas de conservación.»

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