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martes, 31 de marzo de 2015

El ser humano sigue evolucionando (2. La intolerancia a la lactosa)

Continuación de la primera parte.

Es posiblemente el mejor ejemplo de evolución en humanos modernos.

A la mayoría de mis lectores españoles les parecerá normal tomar leche al desayuno, comerse de vez en cuando un yogur, o cenar con una cuña de queso a mano. Aunque muchos de mis lectores sudamericanos ya no estarán tan de acuerdo.

Además, últimamente se ha popularizado aquello de vender productos lácteos sin lactosa.

Lo cierto es que, hasta la popularización de estos productos, los genes que nos proporcionan tolerancia digestiva a la lactosa han proporcionado una ventaja evolutiva en torno al 5-10%; esto convierte a este carácter en uno de los más fuertes diferenciales de selección conocidos en la variación humana moderna; considerando moderno desde una perspectiva evolutiva, a todo aquello que haya sucedido desde la aparición de la agricultura, hace unos 10 000 años.

Por aquella época, nadie podía digerir la leche más allá de los primeros años de edad. En general, a los adultos de casi cualquier mamífero les sienta mal la lactosa; tiende a provocar una serie de problemas leves en el tracto digestivo, que pueden resultar bastante molestos.

La gente en aquellos momentos ni siquiera se planteaba la idea de consumir leche.

Hace unas 400 generaciones —es decir, hace entre 8 000 y 10 000 años— apareció una mutación alojada en el cromosoma 2, en un alelo dominante, que inhibía el cese programado de la síntesis de la enzima lactosa, que es la que se encarga de digerir adecuadamente la lactosa en los bebés. Es decir, que esta mutación permitía digerir la lactosa aun cuando se era adulto. No os penséis que fue algo simplemente puntual; es una mutación que sucede de vez en cuando, incluso hoy en día.

Probablemente en su inicio esa mutación pasó inadvertida, esparciéndose levemente por la población por el efecto de la deriva genética, pero sin generalizarse —al fin y al cabo, cada persona tiene dos copias, y si una de ellas no está mutada y es la que transmite a su descendencia, su descendencia no llevará la mutación; eso ya nos lo enseñó Mendel—.

Sin embargo, probablemente por efecto de alguna hambruna, hubo quienes tuvieron la necesidad de buscar alimentos en lugares un poco más extraños de los habituales. ¿Y si pudiéramos sacar alimento de esa cabra sin tener que matarla? Dado que el cabritillo se alimenta de la leche de la cabra, ¿podríamos nosotros alimentarnos de esa leche?

A algunas personas esa leche les sentaba muy mal. Pero a muchos otros no les hacía daño alguno, y resulta ser muy nutritiva, y una fuente de alimento muy útil en momentos de escasez. Aquellos que poseían el gen mutado podían consumir leche durante toda su vida, y por tanto, obtener alimento aunque no hubiera cosechas; de este modo podían sobrevivir y llegar a reproducirse con mayor facilidad que aquellos a los que beber la leche les sentaba terriblemente mal al estómago, y si bien es algo que hoy se considera un problema leve, en aquel momento sería algo muy difícil de sobrellevar. La ausencia de alimento, y la incapacidad de alimentarse de otra cosa, llevaría a los individuos que no portaran esa mutación a unas muy elevadas probabilidades de morir.

Especialmente si son niños que ya han pasado la edad de lactante y no tienen otra cosa que comer. Difícilmente llegarían a reproducirse.

Así, los supervivientes serían aquellos que tuvieran la mutación. Y sus hijos heredarían dicha mutación. Aquellos que, por cuestiones probabilísticas —esto también lo calculó Mendel— salieran en doble recesivo, no tendrían tanta suerte.

Y de este modo, generación tras generación, se fue repitiendo el proceso.

Esta mutación, actualmente, es muy rara en las comunidades que no tuvieron tradición de pastoreo, como en China. En la África subsahariana también es bajo el porcentaje de personas que toleran la lactosa, menos en algunas comunidades con tradición de pastoreo. Lo mismo sucede en Japón, Asia central o en las comunidades aborígenes de Australia o América. En Europa, cuanto más al norte más porcentaje de tolerancia a la lactosa hay. Mientras que en Noruega la tasa de adultos que toman leche llega casi al 95%, en Italia ronda el 50%. Como resultado de esto, la prevalencia de la intolerancia de la lactosa a nivel mundial varía ampliamente dependiendo principalmente del origen étnico.
Fuente

Esto se debe a las diferencias de presión selectiva. Aquellas comunidades que no tuvieron ese tipo de tradición no se veían presionados por el ambiente en este carácter en concreto, y por tanto, la mutación no se veía favorecida de ninguna forma. Así, tan solo los que sufrieran la mutación de novo, y aquellos que la heredaran por la mera deriva genética serían portadores del gen mutado.

Si en tu pueblo no se toma leche, tener el gen no beneficia a nadie; en estos ambientes sería una mutación neutra.

Sin embargo, en aquellos casos en que la actividad de pastoreo fuera intensa, la presión selectiva actuaba muy fuerte sobre los individuos, viéndose muy favorecidos. En estos casos, ser mutante proporcionaba una fuerte ventaja.

Podéis encontrar más información en el artículo de Nature: La revolución de la leche (Curry, 2013)

Continúa en la tercera parte.

4 contribuciones:

Michael Pearth dijo...

Muy buena entrada.
Hay otro ejemplo de evolución humana (fijo que hay muchos más, pero yo me se este):

En áfrica un 25% de la población es portadora de una mutación sobre la hemoglobina (en una de sus subunidades). En general es una mutación muy perjudicial para la supervivencia, por lo que resulta extraño que haya semejante proporción. Esto se debe a que en una zona con malaria esta mutación resulta ser muy beneficiosa reduciendo la multiplicación del Plasmodium en sangre y aumentando las probabilidades de supervivencia.

Albert dijo...

Muy interesante, gracias por divulgar Ciencia.
Hace un tiempo leí otro post también muy bueno sobre el tema de un biólogo chileno, lo enlazo como información complementaria para tus lectores interesados, saludos:
El Efecto Rayleigh

Rodrigo González dijo...

¿Se da algo parecido evolutivamente con la intolerancia al gluten (solo manifestada con la alimentación especializada de determinados cereales)?

Vary Ingweion dijo...

No sabría asegurártelo. El efecto de la celiaquía es de origen autoinmune, pero el componente genético es bastante importante, incluso se tienen identificados los marcadores genéticos.

No obstante, me parece que en este caso el silvestre es el tolerante y es el intolerante el que tiene origen mutagénico posterior; de hecho, tan solo un 2% de la población, que se sepa, es celíaca.

Pero te voy a ser sincero: esto es una inferencia que hago en base a los datos de que ahora mismo dispongo, que son pocos. No he encontrado ningun trabajo sobre biología evolutiva sobre la celiaquía, por lo que no puedo afirmar nada con la suficiente contundencia.

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