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| Sofía Fuentes Flores y Ricardo Noguera Solano | |||||||||||
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El genoma de nuestra especie ha estado sujeto a distintas
presiones de selección dependientes de los múltiples cambios en el ambiente ocurridos a lo largo de la historia migratoria de la humanidad. La relevancia de los movimientos humanos que han tenido lugar a partir de la ocupación de casi todos los continentes del planeta, principalmente el asentamiento americano que fue el último de tal magnitud, ha sido puesto en cuestión en la actualidad por el estudio del material genético de las distintas poblaciones americanas existentes, dando cuenta de su conformación históricobiológica a partir de diferentes grupos humanos del pasado y su relación con el ambiente, así como de los cambios generados por eventos migratorios relativamente recientes. Las tecnologías de secuenciación permiten hoy día conocer esta historia evolutiva y cultural, y considerar la variabilidad genómica como un atributo de valor para la comprensión de las particularidades de la ancestría americana. Asimismo, nos posibilitan apreciar que la evidencia genómica humana robustece el entendimiento de los procesos de la evolución, tanto aquellos los generados por variación y selección natural, como los provocados por otras causas que ocasionan variabilidad, partir de los cuales podemos comprender mejor la diversidad biológica que se mantiene en una dinámica continua de transformación ligada a condiciones ambientales y culturales.
Con base en lo anterior, queremos reflexionar aquí sobre cinco ejemplos concretos de variabilidad genética relacionada con la ancestría americana y mostrar que las diferencias genómicas al interior de las poblaciones denominadas indígenas son resultado de la variación genética y de las condiciones ambientales en que ocurrieron los eventos de migración y colonización de las distintas poblaciones americanas; y por otro lado, señalar que el resultado genómico está lejos de ser una entidad homogénea que pueda ser caracterizado en un concepto como el de “genoma mestizo del mexicano” o “genoma mestizo americano”. La información sobre la secuenciación del genoma de distintas poblaciones ha mostrado, como mencionan Ávila y sus colaboradores, que una gran cantidad de “variación genética humana ha surgido en los últimos 10000 años y, por lo tanto, es específica de las regiones continentales y subcontinentales en las que surgieron”. Sin lugar a duda, una secuenciación completa de la población mexicana mostraría tal diversificación genómica, acorde a una evolución local, la cual aumentó con la colonización europea.
Poblaciones nativas y ambiente
Un primer ejemplo de similitudes y diferencias genómicas lo encontramos en el gen hs3st4, presente en una población nativa de Alaska —es pertinente aclarar que por motivos de protección de datos personales en varios de estos estudios se omite la identidad y localización específica de las agrupaciones humanas. Cabe mencionar que este fragmento genético también se ha encontrado en poblaciones de descendencia europea y se ha relacionado con deficiencias en procesos cognitivos, específicamente de la memoria, y se ha visto asociado, en frecuencias bajas, con tejidos cancerosos.
Tales estudios han permitido relacionar el gen hs3st4 con la biosíntesis del heparán sulfato, un polisacárido presente en los tejidos animales, y con otros eventos biológicos como el espesor de la sangre, un fenómeno relevante para la población nativa norteamericana, ya que se ha visto que una exposición prolongada a ambientes fríos está relacionada con una sangre densa. La identificación de este gen en dicha población de Alaska ha permitido atribuir esta característica fisiológica a una causa genética pero, aun cuando ésta sea relevante para sus condiciones de vida, no es exclusivo de esa población, ya que está presente en todo el grupo Eucariota, por lo que no es difícil encontrarlo con variantes en Metazoa, Mammalia y, desde luego, en el género Homo.
No obstante, la mencionada población de Alaska cuenta con otros elementos genómicos que, en correlación con el ambiente, tienen importancia en función de los rasgos evolutivos desarrollados. Es el caso del gen kcnh1, asociado con la regulación de la proliferación y diferenciación celular de células adiposas y óseas, y el gen oca2, relevante para la producción de melanina en la piel, los ojos y el pelo. Su presencia en dicho grupo humano tiene sentido en tanto que la producción de vitamina D, la misma que está involucrada en el desarrollo y salud esquelética, está supeditada a la interacción de los rayos uv, a exposiciones solares inconstantes a lo largo del año y a la síntesis del colesterol.
En conjunto, las variantes en estos tres genes —hs3st4, kcnh1 y oca2— dan cuenta de la presión de selección asociada a un ambiente frío y altas latitudes dependientes de radiación solar, que en tales condiciones son de suma importancia. A esto habría que añadir la alimentación, otro componente del medio que interactúa con el material genómico de las poblaciones.
La relación entre genes y ambiente no es siempre sencilla. Así como una variante genética varía o se conserva en distintos grupos humanos sin tener una función, las variantes de genes distintos pueden responder a condiciones ambientales similares; por ejemplo, una población indígena del centro de México comparte con una originaria del sureste estadounidense una respuesta inmune similar ante los patógenos de sus ambientes correspondientes, pero a partir de genes distintos. Como señalan Reynolds y sus colaboradores, ambas comparten un fenotipo similar pero la respuesta al ambiente se encuentra en genes distintos —en la del norte es en el gen il1r1 y en la del sur el muc19. Esto muestra que dos secuencias genéticas distintas han sido seleccionadas de manera natural en respuesta a circunstancias ambientales parecidas, lo que se traduce en rasgos evolutivos con implicaciones similares; a lo cual se suma un porcentaje amplio de otros genes que son de relevancia para ambos grupos.
Las posibles explicaciones para tales fenómenos son que la presión de selección ha sido semejante, no sólo porque, como ya se mencionó, ambas poblaciones han estado expuestas a patógenos particulares de su región, sino también porque posteriormente se enfrentaron a una conquista europea con componentes poblacionales africanos que mermó su número total. A esto se suma el hecho de que ambos grupos humanos tienen un tiempo muy corto de divergencia evolutiva.
El hecho de que las poblaciones nativas de México y Estados Unidos presenten características genéticas asociadas con el ambiente es prueba irrefutable de la selección positiva de dichos rasgos moleculares en dos grupos humanos específicos, arroja evidencia de que la historia evolutiva contenida en nuestro genoma conserva aquellos rasgos heredados y muestra que algunas variantes genéticas han sido perdidas o se han modificado. Además, es claro indicio de que el estudio genómico de diversos grupos poblacionales humanos, la comparación entre ellos y su contextualización en su ambiente, hacen posible identificar aquellas regiones genéticas relevantes en términos evolutivos.
Migración, alimentación y colesterol
En las poblaciones latinoamericanas existe evidencia de que la susceptibilidad para desarrollar enfermedades metabólicas se relaciona con la herencia de las poblaciones nativas. Cabe mencionar que este fenómeno también se observa en otros grupos humanos que han adoptado conductas dietéticas y de actividad física “occidentales”, es decir, que no se puede adoptar conceptos como el de “genoma mestizo” para una región particular geográfica y política como la que hoy dia denominamos México.
La herencia de los ancestros americanos se presenta con una variante genética en el gen abca1, que codifica para una proteína que transporta colesterol, la cual se ha relacionado con niveles bajos del colesterol de alta densidad (hdl) en sangre y, a su vez, con la obesidad y diabetes tipo 2, como lo han mostrado Acuña Alfonzo y colaboradores.
Existe la hipótesis de que dicha variante pudo haber sido exitosa en las poblaciones ancestrales, cuando la dieta era rica en vegetales y baja en grasas. Con el estilo de vida actual, en el que predomina una alimentación rica en azúcares y grasas saturadas y existe una falta de actividad física, las poblaciones portadoras de dicha variante genética padecen un efecto altamente negativo para su salud.
Un grupo humano que habita un ambiente distinto, pero cuya dieta es similar, es el de los inuits de Groenlandia, que han vivido por mucho tiempo con una ingesta alimenticia marina rica en proteínas y ácidos grasos, específicamente poliinsaturados omega 3. Estudios efectuados por Fumagalli y colaboradores, entre otros, han mostrado la presencia en esta población de cinco genes en el cromosoma 11, tres de la familia fads, de particular relevancia por tratarse de enzimas de ácidos grasos, lo cual significa —al igual que en el caso de la población de Alaska mencionada—, que tales genes fueron seleccionados positivamente debido a una dieta rica en ácidos grasos.
Dichos componentes alimenticios tienen asimismo implicaciones en la altura de los individuos que conforman la población porque sus moléculas poseen un efecto directo en la composición y concentración de las hormonas de crecimiento; esto se ve reforzado por la presencia de ácidos grasos no sólo en su sangre sino también en la leche materna.
Estos dos ejemplos sirven para mostrar que los estudios evolutivos de poblaciones y su adaptación al ambiente, especialmente las que lo han conseguido en un periodo corto de tiempo como las americanas, permiten comprender mejor los procesos evolutivos, ya que es posible atribuir una causalidad a la variación fenotípica entre humanos y se logra dar explicación a la relación entre ambiente y genoma al ser considerados como dos elementos clave para los fenómenos adaptativos y de diversificación.
Envejecimiento y genética
Lo anterior tiene relevancia cuando se consideran padecimientos en el terreno de las políticas de salud; es el caso de la deficiencia de vitamina D y la consecuente prevalencia de osteopenia y osteoporosis en poblaciones americanas, ambas causantes de morbilidad y mortalidad. Algunos factores que afectan los niveles de vitamina D en el cuerpo son la cantidad de grasa corporal, ciertas variantes genéticas y la edad —principalmente a mayores de cincuenta años, esto es, alrededor de 35 millones de individuos en 2020.
En México, la prevalencia de osteopenia es de 56%, mientras que la de osteoporosis es de 16%. Un estudio efectuado por Rivera Paredez y colaboradores evaluó la asociación entre variantes de genes relacionados con la ruta metabólica de la vitamina D y su deficiencia en 689 mexicanas postmenopáusicas en relación con el material genético de 355 mujeres postmenopáusicas pertenecientes a 37 grupos étnicos del país, clasificados en cinco regiones geográficas —norte, este central, oeste central, sur y sureste.
Los resultados demostraron que existe una asociación, por un lado, entre deficiencia de vitamina D y la edad: aquellas entre 60 y 74 años y mayores presentan un riesgo más grande que las de entre 45 y 59; y por otro lado con los genes gc, responsables del transporte de vitamina D, y vdr, el cual genera el receptor de dicha molécula nutrimental. Además, se observó que mientras mayor sea en la población el número de alelos de riesgo, mayor es la prevalencia de falta de vitamina D: si no se presenta ningún alelo de riesgo, la prevalencia de tal deficiencia tiene un valor de riesgo genético de 36.8, mientras que con tres o más alelos de riesgo la prevalencia aumenta a una puntuación de riesgo genético de 66.1.
Cuando se hace el análisis para conocer el perfil de dichas variantes en las poblaciones nativas, los resultados muestran un gradiente: una de las variantes del gen vdr presentó las mayores frecuencias en nahuas de Morelos y zapotecos y chontales de Oaxaca; y en los del sureste, donde el gradiente de ancestría amerindia es el mayor del país, se plantea la hipótesis de que la deficiencia de vitamina D podría estar relacionada, además de una predisposición genética, a una baja ingesta de este componente alimenticio y una pigmentación intensa de la piel.
Es decir, así como hemos visto que el componente genético de distintas poblaciones del territorio mexicano presenta predisposición a una deficiencia de vitamina D, se debe sumar el elemento ambiental. Se ha visto que las mujeres con tal deficiencia no sólo tienen una menor ingesta de la molécula —por ejemplo, no consumen alimentos con elementos lácteos—, sino que su nivel educativo es bajo, presentan obesidad, envejecimiento y diabetes tipo 2, entre otros aspectos.
Diversificación genómica americana
Tal como lo han discutido distintos autores, la idea de un “genoma mestizo” proviene de una herencia ideológica del siglo xx que buscaba homogeneizar la sociedad bajo la idea de procesos sociales estereotipados y generó una identidad cultural que integró procesos científicos que enmarcaron el estudio genómico bajo la perspectiva del mestizaje. El Proyecto Genoma Humano, terminado en 2003, sumó información que alimentó esta concepción del material genético de las poblaciones americanas.
Sin embargo, es complicado identificar el mestizaje, tanto mexicano como americano, bajo una misma identidad genómica. Cada población humana, de Alaska a la Patagonia, condensa elementos genéticos que responden a una herencia que ha resultado de migraciones y conquistas, pero también de contextos ambientales únicos. Los elementos genéticos “objetivos”, es decir, propios de un mestizaje, son inexistentes si se les mira a la luz de tales fenómenos específicos para cada región continental. Es incorrecto inferir una generalización genómica basada en parentescos históricos sin considerar la diversificación poblacional en función de los elementos ambientales y genéticos de cada grupo humano que habita nuestro país y que en algunos casos es similar a grupos que habitan otras regiones del continente americano.
Los estudios genómicos de las distintas poblaciones humanas, contextualizados en sus ambientes geográficos, cobran importancia a la luz de las explicaciones evolutivas que brindan y permiten erradicar ideas incorrectas como la de pretender homogenizar la condición (o naturaleza) humana, entre ellas la de pensar con base en conceptos que ocultan la variación como la de un “mestizaje homogéneo y generalizado”. Asimismo, proporcionan elementos para construir, en su lugar, una idea de variación poblacional que puede ser rastreada e identificada incluso a nivel individual. En una lógica de pensamiento evolutivo podríamos considerar que hay tantas condiciones humanas como personas hay.
Junto con las poblaciones africanas, las americanas se encuentran entre las menos representadas en términos de datos genómicos a nivel internacional, y las indígenas aún menos —las sudamericanas han estado presentes en más estudios, pero las norteamericanas muy escasamente. Como se ha señalado aquí, si bien es de suma importancia profundizar en el estudio del material genómico de todas las poblaciones humanas, lo es aún más en el de las americanas por su falta de representatividad. Esto, además, nos permitirá cambiar la narrativa de los discursos que intentan homogenizar lo heterogéneo y profundizar en el análisis de los procesos evolutivos (de diversificación) de nuestra especie
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Referencias Bibliográficas
Acuña Alonzo, V., et al. 2010. “A functional abca1 gene variant is associated with low hdl-cholesterol levels and shows evidence of positive selection in Native Americans”, en Human Molecular Genetics, vol. 19, núm. 14, pp. 2877-2885.
Ávila Arcos, M. C., et al. 2020. «Population history and gene divergence in Native Mexicans inferred from 76 human exomes», en Molecular biology and evolution, vol. 37, núm. 4, pp. 994-1006. Reynolds, A. W., et al. 2019. “Comparing signals of natural selection between three Indigenous North American populations”, en Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 116, núm. 19, pp. 9312-9317. Fumagalli, M., et al. 2015. “Greenlandic Inuit show genetic signatures of diet and climate adaptation”, en Science, vol. 349, núm. 6254, pp. 1343-1347. Rivera Paredez, B., et al. 2018. “Association between Vitamin D deficiency and single nucleotide polymorphisms in the Vitamin D receptor and GC genes and analysis of their distribution in Mexican postmenopausal women”, en Nutrients, vol. 10, núm. 9, p. 1175. |
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| Sofía Fuentes Flores Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México. Bióloga por la Facultad de Ciencias de la UNAM y MSc en Science communication por la Universidad de Sheffield, Inglaterra. Profesora de asignatura A de la Facultad de Ciencias. Redactora de la sección (Dis)capacidades de la Revista Nexos. Conductora de Radio UNAM y comunicadora de ciencia independiente. Ricardo Noguera Solano Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México. Doctor en Ciencias Biológicas por la UNAM. Profesor, Titular A de T.C. de la Facultad de Ciencias, en la que ha impartido cursos desde 1996. sni nivel I. Áreas de interés: Historia de las ideas de la evolución y de la herencia; y el Origen evolutivo de la capacidad moral. |
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