CARBOHIDRATOS EN EL DESARROLLO DEL CEREBRO

Un estudio publicado en la revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), sugiere que la ingesta de grandes cantidades de almidón alteró la microbiota oral en los ancestros de humanos y neandertales, traduciéndose en un mayor aporte de glucosa, imprescindible para proporcionar calorías extra a un cerebro más grande.

Aunque los neandertales contaban con una dieta mayoritariamente carnívora, también ingerían grandes cantidades de raíces, frutos secos y otros alimentos ricos en almidón, alterando la microbiota oral, responsable de convertir estos componentes en azúcares, necesarios para aportar las calorías necesarias al cerebro.

La placa dental contiene importantes datos sobre la alimentación, pues nuestro microbioma oral está constituido por billones de células microbianas pertenecientes a miles de especies de microorganismos, y ha evolucionado con nosotros a lo largo de millones de años. A partir de esta hipótesis, un equipo multinacional formado por científicos, de 13 países decidió estudiar la microbiota hallada en fósiles de humanos modernos y neandertales.

Sugieren que nuestros antepasados comunes ya se habían adaptado para ingerir grandes cantidades de almidón hace al menos 600.000 años, aproximadamente el mismo período en el que necesitaban más glucosa para alimentar sus cerebros cada vez más grandes.

Los investigadores atribuían el crecimiento de los cerebros de nuestros antepasados- cuyo tamaño se duplicó en algún momento de hace entre 2 millones y 700.000 años,-a la mejora de las herramientas líticas y a la caza cooperativa. Según esta hipótesis, a medida que los humanos mejoraban la caza de animales y el procesamiento de la carne de sus presas, ingerían una dieta de mayor calidad que se traducía en más aporte energético, indispensable para el alimento de unos cerebros cada día más grandes.

Sin embargo, los científicos firmantes del estudio se preguntaban hasta qué punto la ingesta de carne podía explicar por sí sola este aporte extra de energía. "Para que los ancestros humanos tuvieran un cerebro más grande, necesitaban alimentos energéticos que contuviera glucosa, un componente que no se encuentra en la carne", apunta la arqueóloga molecular Christina Warinner, investigadora de la Universidad de Harvard y del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Historia Humana, a la revista Science.

Los antepasados comunes de Homo sapiens y neandertales ya pudieron haberse adaptado hace al menos 600.000 años para ingerir grandes cantidades de almidón, un componente que sí se encuentra en algunas plantas silvestres ricas en almidón, como las que todavía consumen algunos cazadores-recolectores en la actualidad. Esto hizo pensar a los investigadores que los primeros humanos y los neandertales podrían haber incorporado el almidón en su dieta, lo que les habría proporcionado una ración extra de glucosa.

Una vez elaborada la hipótesis, sólo quedaba demostrar que las bacterias orales rastrean los cambios en la dieta. A tal efecto, Warinner, estudiante de doctorado del Instituto Max Planck, ideó junto con un amplio equipo de investigadores observaron las bacterias de la cavidad oral adheridas a los dientes de neandertales y humanos modernos que vivieron hasta hace 10.000 años, antes del desarrollo de la agricultura, chimpancés, gorilas y monos aulladores, y los compararon con miles de fragmentos de ADN de bacterias muertas hace miles de años que todavía se conservan en los dientes de 124 individuos, uno de ellos un ejemplar de neandertal que vivió hace 100.000 años en la cueva de Pešturina, en Serbia, del que se extrajo el genoma del microbioma oral más antiguo reconstruido hasta la fecha.

Los científicos descubrieron que las comunidades bacterianas presentes en la boca de humanos preagrícolas y neandertales eran muy similares entre sí. En concreto, tanto unos como otros albergan un grupo inusual de bacterias del género Streptococcus en sus cavidades bucales, unos microorganismos que cuentan con una capacidad especial para unirse a una enzima denominada amilasa, responsable de romper moléculas de glúcidos complejos como el almidón. Dicho de otro modo, extraer la glucosa. La presencia de estos microorganismos en los dientes de los neandertales y los primeros humanos modernos, pero no, por ejemplo en los chimpancés, demuestra que aquellos ya ingerían alimentos ricos en almidón.

Alimentos como las raíces, tubérculos y semillas, ricos en almidón, pudieron dar a los humanos modernos y los neandertales un aporte extra de energía, pero los investigadores sugieren que la microbiota responsable de descomponer y transformar las moléculas de almidón en azúcares se heredó de un ancestro común que vivió hace más de unos 600.000 años, aproximadamente en el momento en que el tamaño del cerebro de nuestros ancestros creció significativamente hasta casi duplicar su tamaño.

Esta hipótesis, según Warinner, desvela la importancia del almidón en la dieta y su vinculación con el crecimiento del cerebro de nuestros ancestros, de los que se sospecha también pudieron haber empezado a cocinar alimentos mucho antes de lo que pensaba, pues, según apuntan los científicos, la enzima amilasa es mucho más eficiente a la hora de digerir el almidón cocinado que el crudo. Los investigadores deducen, pues, que los parientes del género Homo de hace unos 600.000 ya cocinaban los alimentos de manera habitual, una práctica que pudo expandirse como consecuencia de la necesidad de aportar recursos extra a unos cerebros cada vez más grandes.

La investigación ha desvelado la importancia del microbioma en nuestra adaptación evolutiva y ha puesto en valor los estudios de investigación basados en el metagenoma (el genoma de los organismos que hospedamos en nuestro cuerpo) para desentrañar algunos de los enigmas de la historia evolutiva del hombre moderno y de su especie hermana, los neandertales. Tal y como reza una de las conclusiones del estudio, hasta diez tipos de bacterias han convivido en nuestro organismo y el de nuestros ancestros durante cerca de 40 miles de años. 

Fuentes: National Geographic, elDiario.es