Beber agua con arsénico 20 veces por encima del límite seguro supone un
riesgo grave para la salud. Para comunidades andinas que llevan milenios
haciéndolo, la evolución parece ser distinta.
En cualquier otro contexto, consumir agua con una concentración de arsénico muy por encima de los niveles recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS)
representaría un grave riesgo para la salud. Pero en San Antonio de los
Cobres, en el altiplano del noroeste argentino, a más de 3.700 metros
de altitud, esa ha sido durante siglos –y probablemente milenios– una
condición cotidiana de vida.
Antes de que se instalara un sistema de filtración en 2012, el agua
de la localidad contenía alrededor de 200 microgramos de arsénico por
litro. El límite recomendado por la OMS es de apenas 10. Y, aun así, se
trata de una zona ocupada por seres humanos desde hace al menos 7.000
años, quizá incluso 11.000. La pregunta inevitable es: ¿cómo es posible?
El arsénico no es precisamente un veneno menor. La exposición crónica se asocia con cáncer,
lesiones cutáneas, malformaciones congénitas y muerte prematura. Cuando
entra en el organismo, las enzimas del cuerpo lo transforman a través
de varias formas químicas.
Pero no todas tienen el mismo efecto. El compuesto monometilado, o
MMA, resulta particularmente tóxico, mientras que el dimetilado,
conocido como DMA, se presta mejor a su eliminación urinaria. El
problema es que, en la mayoría de las personas, el metabolismo del
arsénico genera proporciones relativamente altas de ese compuesto
intermedio más dañino antes de transformarlo en la forma que el
organismo puede excretar con mayor facilidad.
Un gen clave en la resistencia al arsénico
A mediados de los noventa, un estudio identificó
en esta población femenina un procesamiento inusual del arsénico: el
organismo acumulaba menos del derivado más tóxico y avanzaba con mayor
eficacia hacia la forma eliminable por la orina. En otras palabras, su
metabolismo del arsénico era inusualmente eficiente.
Durante años, el fenómeno quedó como una curiosidad bioquímica. Pero
en 2015, un equipo liderado por las biólogas evolutivas Carina
Schlebusch y Lucie Gattepaille, de la Universidad de Uppsala, publicó en Molecular Biology and Evolution una posible explicación genética.
Para investigarlo, los científicos analizaron el ADN de 124 mujeres
de San Antonio de los Cobres y compararon sus datos con los de
poblaciones de Perú y Colombia. Lo que encontraron fue revelador.
Los científicos centraron una parte clave de la explicación en torno a
AS3MT, un gen esencial en el metabolismo del arsénico. En su entorno
detectaron variantes cuya presencia se relacionaba con un procesamiento
biológico más eficiente del metaloide. Esas variantes aparecían con
mucha mayor frecuencia en los habitantes de San Antonio de los Cobres
que en poblaciones genéticamente similares de Perú y Colombia, regiones
donde los niveles ambientales de arsénico son mucho menores, según el
estudio.
El análisis reveló además señales claras de lo que los genetistas
llaman un "barrido selectivo”, la huella que deja la selección natural
cuando favorece rápidamente un rasgo en una población. En términos
simples, este patrón sugiere que las variantes protectoras del gen AS3MT
pudieron conferir una ventaja en entornos con altos niveles de
arsénico. Con el paso de las generaciones, esa ventaja habría favorecido
que dichas variantes se volvieran cada vez más frecuentes en la
población.
"La adaptación para tolerar el arsénico como factor de estrés
ambiental probablemente ha impulsado un aumento en la frecuencia de
variantes protectoras de AS3MT", escribió el equipo en su estudio, que
calificó el hallazgo como "la primera evidencia de adaptación humana a
una sustancia química tóxica".
Adaptación al arsénico en otras poblaciones andinas
¿Se trata de un caso aislado? Los datos sugieren que no. Un estudio posterior publicado en Chemosphere en 2022 examinó poblaciones indígenas de los Andes bolivianos –grupos
aimara-quechua y uru– y encontró señales igualmente fuertes de selección
positiva cerca del mismo gen. De hecho, los bolivianos presentaban la
mayor frecuencia registrada hasta la fecha de alelos asociados a un
metabolismo eficiente del arsénico, y la señal de selección se situaba
entre el 0,5 % más intenso de todo el genoma.
Todo ello apunta a que la adaptación al arsénico no es un fenómeno
local ni puntual, sino un proceso evolutivo que podría haber ocurrido en
paralelo en distintas comunidades andinas expuestas durante
generaciones al mismo veneno natural. Cuando la presión ambiental
persiste durante siglos, la evolución puede favorecer adaptaciones
similares en poblaciones expuestas a presiones ambientales comparables.
Más allá del ADN: la epigenética entra en escena
La evolución humana, sin embargo, no siempre implica cambios directos en el ADN. Además de las mutaciones heredables, existen mecanismos epigenéticos
que modifican la forma en que los genes se activan o se silencian en
respuesta al entorno. Estas alteraciones no cambian la secuencia
genética y pueden ser más flexibles, ya que no siempre se transmiten de
forma estable entre generaciones.
Mientras los genetistas buscaban respuestas en el código del genoma,
otros han mirado precisamente en esta dirección. Por ejemplo, más
recientemente, investigadores de la Universidad de Emory se preguntaron
si la adaptación andina a la altitud –un enigma en sí mismo, ya que los
pueblos andinos no poseen el mismo "gen de la altitud" identificado en los tibetanos– podría estar escrita no tanto en el ADN, sino en la forma en que este se expresa.
Para explorarlo, examinaron las marcas epigenéticas distribuidas a lo
largo del ADN en 39 participantes de dos entornos muy diferentes: los
Andes ecuatorianos, representados por los kichwa, y la cuenca amazónica,
representada por los ashaninka.
El estudio, publicado en la revista Environmental Epigenetics, detectó cambios epigenéticos en genes relacionados con el
funcionamiento del sistema vascular y del músculo cardíaco, además de
señales en la vía PI3K/AKT, un circuito biológico implicado en procesos
como el crecimiento muscular y la formación de nuevos vasos sanguíneos.
Según los investigadores, estas diferencias epigenéticas podrían
ayudar a explicar algunos rasgos fisiológicos característicos de las
poblaciones andinas de gran altitud, como el engrosamiento de las
paredes arteriales y el aumento de la viscosidad sanguínea. Ambos
podrían estar relacionados con la adaptación fisiológica a la hipoxia
–la escasez de oxígeno propia de la altura–, aunque también se han
asociado con un mayor riesgo de hipertensión pulmonar.
"Los hallazgos son particularmente interesantes porque no estamos
viendo estas señales fuertes en el genoma, pero cuando observamos el
metiloma sí aparecen estos cambios", explica John Lindo, profesor de
antropología en Emory y autor principal del estudio, en un comunicado de la institución.
Más
allá del caso concreto, los cambios epigenéticos pueden constituir una
respuesta más flexible al entorno y no siempre se transmiten de forma
estable entre generaciones. Que estas modificaciones aparezcan en
poblaciones cuya presencia en las tierras altas andinas se remonta a
casi 10.000 años plantea una pregunta importante: hasta qué punto la
epigenética desempeña un papel constante en la adaptación humana a
ambientes extremos.
El modelo tibetano: otra solución evolutiva a la hipoxia
Para entender mejor cómo los seres humanos se adaptan a la vida
a grandes altitudes, conviene mirar otro laboratorio natural de la
evolución: la meseta tibetana. Allí, la evolución habría tomado un
camino distinto.
Recientemente escribimos en DW sobre
un estudio publicado en PNAS, liderado por la antropóloga Cynthia Beall
de la Universidad Case Western Reserve, analizó a 417 mujeres tibetanas
de entre 46 y 86 años que vivían a altitudes de entre 3.000 y 4.000
metros en el Alto Mustang, Nepal. El objetivo era identificar qué
características fisiológicas se asociaban con mayor éxito reproductivo,
uno de los indicadores más directos de adaptación evolutiva.
El resultado no fue el que muchos habían esperado. Las mujeres con
más hijos –algunas llegaron a tener 14– no presentaban niveles
excepcionalmente altos de hemoglobina. Por el contrario, mantenían
niveles cercanos al promedio, pero con una mayor saturación de oxígeno
en la sangre.
Esa combinación se asocia con una mayor eficiencia en el transporte
de oxígeno sin espesar la sangre, evitando así la sobrecarga del
corazón. Además, las mujeres más fecundas mostraban mayor flujo
sanguíneo hacia los pulmones y ventrículos cardíacos más anchos, rasgos
que mejoran la eficiencia del sistema circulatorio en condiciones de
hipoxia.
Parte de esta adaptación tiene un origen inesperado. Una variante del
gen EPAS1, que regula la concentración de hemoglobina y es
característica de las poblaciones tibetanas, parece haber sido heredada
de los denisovanos,
una especie humana extinta que vivió en Siberia hace unos 50.000 años.
Sus descendientes la habrían extendido al migrar hacia la meseta
tibetana.
"La adaptación a la hipoxia a gran altitud es fascinante porque el
estrés es grave, lo experimentan todos por igual a una altitud
determinada y es cuantificable", explicó Beall en Science Alert. "Es un bello ejemplo de cómo y por qué nuestra especie presenta tanta variación biológica".
Tomados en conjunto, estos estudios dibujan un panorama que desafía
la idea de que la evolución humana es un proceso ya cerrado. Más bien
sugieren lo contrario: nuestra especie sigue adaptándose a los entornos
en los que vive. En los Andes, poblaciones expuestas durante miles de
años a toxinas naturales y escasez de oxígeno han desarrollado
respuestas genéticas, epigenéticas y fisiológicas distintas. En el
Tíbet, frente al mismo desafío de la hipoxia, la evolución ha seguido
una vía genética diferente. La biología humana, al parecer, sigue
negociando con su entorno.
Fuente: https://www.dw.com
Por: Felipe Espinosa Wang
