Una relación asombrosa: por qué los hongos y los humanos tienen tanto en común genéticamente

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Nuevos estudios sobre los hongos y la genética humana revelan un número sorprendentemente elevado de similitudes, muchas más de las que cabría suponer a primera vista.
¿Alguna vez has pensado en tus tatarabuelos? Probablemente no eran hongos. ¿O sí? Lo que parece increíble lo confirma la ciencia: la genética de los hongos y la de los seres humanos están más estrechamente relacionadas entre sí que la de los hongos con la de las plantas junto a las que suelen crecer en el bosque. ¡Una visión fascinante de nuestro parentesco biológico que va mucho más allá del aura mística del bosque!

Una antigua separación - El descubrimiento de la verdadera relación entre los hongos y la genética humana

Durante mucho tiempo, las setas se consideraban simplemente un tipo de planta. Es comprensible: crecen del suelo, suelen estar fijas en un lugar y a menudo tienen estructuras similares a hojas o tallos. Sin embargo, la investigación moderna, en particular la genética (la ciencia que estudia los genes y la herencia), ha supuesto una auténtica revolución en este ámbito. Ha puesto de manifiesto que los hongos constituyen un grupo de seres vivos totalmente independiente, que no puede clasificarse claramente ni en el reino animal ni en el vegetal.

De hecho, los estudios demuestran que los hongos y los seres humanos tienen antepasados comunes que no comparten con las plantas. Ambos —los hongos y los seres humanos— pertenecemos al denominado supergrupo Opisthokonta (los biólogos denominan así a un grupo muy amplio de seres vivos que comparten un antepasado común). Esta estrecha relación ya fue demostrada en 1993 por los biólogos Baldauf y Palmer a partir del análisis de varias proteínas: según sus hallazgos, los animales y los hongos forman un grupo común que se distingue claramente de las plantas. La separación evolutiva, es decir, el momento en el que se bifurcaron nuestras trayectorias evolutivas, se remonta a la inconcebible cifra de 1.100 millones de años. Se trata de un lapso de tiempo que supera nuestra capacidad de comprensión y, sin embargo, nuestras raíces comunes permanecen profundamente arraigadas en nuestra historia biológica.

Genes y funciones comunes: lo que une a hongos y humanos

Estos hallazgos genéticos no son solo conocimientos áridos, sino que se manifiestan en sorprendentes similitudes fundamentales que van mucho más allá de lo que cabría esperar de especies supuestamente tan diferentes. Son estas características biológicas compartidas las que ponen de manifiesto nuestro profundo vínculo evolutivo:

Balance energético: glucógeno en lugar de almidón

• Una diferencia clave con las plantas es la forma en que los hongos y los humanos almacenan la energía. Mientras que las plantas utilizan el almidón como almacén de energía (de ahí nuestro pan de cereales), los hongos y los humanos recurren al glucógeno (también conocido como "almidón animal"). El glucógeno es una forma muy ramificada de glucosa (azúcar) que puede movilizarse rápidamente. Esto es metabólicamente más eficiente para organismos como los animales que necesitan moverse o los hongos que responden rápidamente a las fuentes de nutrientes en entornos complejos. Permite una liberación más rápida de energía cuando se necesita.

Respiración sin complicaciones: entrada de oxígeno, salida de CO2

• Los hongos y los seres humanos también coinciden a la hora de respirar: ambos consumen oxígeno y liberan dióxido de carbono. Se trata de un proceso fundamental de la respiración celular, en el que se obtiene energía a partir de los nutrientes. Las plantas, en cambio, realizan la fotosíntesis, en la que absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno, otra diferencia fundamental.

Componentes estructurales: quitina

• ¿Quién iba a pensar que compartimos un bloque de construcción con los insectos? Los hongos forman el robusto polímero quitina en sus paredes celulares. La quitina es un componente duro y resistente que no sólo se encuentra en los exoesqueletos (esqueleto exterior) de los insectos, sino también en los caparazones de crustáceos o calamares. Esta característica subraya una vez más la clara diferencia con las plantas, cuyas paredes celulares están compuestas principalmente de celulosa.

Coincidencia genética: ¿Mitad humano, mitad hongo?

• En un estudio muy destacado realizado en 2015 por investigadores de la Universidad de Texas en Austin, un equipo de científicos dirigido por Aashiq Kachroo y Edward Marcotte sustituyó uno a uno más de 400 genes esenciales de la levadura por su equivalente humano; en casi la mitad de los casos, el intercambio funcionó, la levadura siguió siendo viable.

Comunicación celular: lenguaje similar

• Existen paralelismos incluso a nivel microscópico. Los experimentos demuestran que algunos tipos de hongos reaccionan al estrés y se comunican a través de mensajeros químicos asombrosamente similares a las vías de señalización de las células humanas. Son los mismos mecanismos de transmisión de información que han demostrado su eficacia a lo largo de la evolución.

Estas profundas similitudes en la genética de hongos y humanos son un fuerte indicio de nuestra ascendencia común y sugieren que el reino de los hongos no es sólo un reino de "pequeños ayudantes" en el bosque, sino un verdadero reino hermano biológico.

Más que una curiosidad - Las trascendentales implicaciones de los hongos y la genética humana

El estudio de los hongos y la genética humana no es sólo un viaje a nuestro pasado, sino también una brújula para nuestro futuro. La comprensión de esta profunda conexión biológica hace tiempo que dejó de ser una mera curiosidad académica. Abre las puertas a desarrollos revolucionarios que tienen el potencial de cambiar definitivamente nuestro mundo en medicina, ciencia de materiales y tecnología.

La revolución en la medicina: de la penicilina a la investigación de principios activos

La importancia médica de los hongos no es, en absoluto, algo nuevo. El descubrimiento de la penicilina a partir del hongo Penicillium notatum en 1928, que marcó el inicio de la era de los antibióticos, es probablemente el ejemplo más conocido. Sin embargo, la investigación sobre este grupo de organismos revela constantemente nuevas posibilidades…

Neurofarmacología: Las sustancias psicoactivas de los hongos, como la psilocibina, también son objeto de una intensa investigación neurocientífica. En este sentido, resulta especialmente interesante la similitud molecular de las vías de señalización: la psilocibina se une a los receptores de serotonina del cerebro, la misma clase de receptores que también interviene en la regulación endógena del estado de ánimo y la percepción.

Esta similitud estructural convierte a los compuestos de los hongos en un campo de investigación muy destacado dentro de la neurociencia moderna.

Otros puntos interesantes en relación con los hongos y la genética humana

Al parecer, las setas formaban parte de la dieta ya en las primeras etapas de la historia de la humanidad: los análisis del sarro dental indican que los grupos de cazadores-recolectores consumían setas, a pesar de la difícil conservación de los restos orgánicos. Esto concuerda con la idea de la proximidad genética entre las setas y los animales: ambos comparten numerosos fundamentos bioquímicos, como determinadas familias de enzimas y vías metabólicas.

Algunos investigadores sostienen que esta proximidad molecular podría contribuir a la elevada tolerancia general de muchos hongos comestibles. En pocas palabras, el organismo humano no "reconoce" las estructuras y metabolitos fúngicos como completamente extraños: un bonito puente entre la práctica de la cocina y la biología molecular que sitúa nuestro primitivo uso de los hongos como fuente de alimento en un contexto genético más amplio.

Una pequeña digresión, también fascinante:

Materiales sostenibles a partir del micelio: la revolución verde

La fascinante red de hongos -el micelio (conjunto de todas las células filamentosas de un hongo, a menudo ocultas bajo tierra)- alberga un inmenso potencial para un futuro más sostenible. Investigadores y empresas están cultivando redes de hongos en residuos orgánicos para producir materiales revolucionarios:

• Cuero y envases: El micelio puede utilizarse para producir materiales que se asemejan al cuero o al poliestireno. Ejemplos conocidos son MycoLeather (cuero de champiñón) o las soluciones de envasado de empresas como Ecovative Design, que son completamente biodegradables.
• Materiales de construcción del futuro: el micelio puede prensarse en bloques sólidos que sirven como aislantes e incluso como materiales de construcción. Son ligeros, resistentes al fuego y totalmente compostables.
• Beneficios medioambientales: En comparación con los productos convencionales, estos materiales requieren mucha menos energía y agua y provocan menos emisiones de CO2 durante su producción.

Un ejemplo fascinante es el hongo Pestalotiopsis microspora, capaz de descomponer el poliuretano, un plástico de uso común. Descubierto originalmente en la selva ecuatoriana, este hongo tiene una capacidad única para descomponer plásticos incluso en condiciones de poco oxígeno. Esto abre interesantes posibilidades para reducir los residuos plásticos de forma natural y combatir la contaminación ambiental a largo plazo. La investigación de estos hongos amplía nuestros conocimientos sobre biorremediación y podría dar un impulso importante a soluciones respetuosas con el medio ambiente en el futuro.

IA y modelado por ordenador: Inspiración del bosque

Este sorprendente parentesco genético y los conocimientos que de él se derivan nos invitan a ampliar nuestra perspectiva. Las setas son más que simples descomponedoras del bosque o posibles remedios. Son maestras silenciosas cuyo modo de vida puede enseñarnos valiosas lecciones sobre la interconexión, la resiliencia y los ciclos de la vida.

Los hongos como "nodos biológicos de Internet": redes y comunicación

Piense en el micelio, la red subterránea de los hongos. Impregna el suelo del bosque de forma increíble y conecta árboles y plantas a grandes distancias. Este fascinante sistema suele denominarse "red de la madera" o "Internet biológico". A través de esta red, las plantas pueden intercambiar nutrientes e incluso información. Los árboles fuertes, por ejemplo, pueden suministrar nutrientes a las pequeñas plántulas.

La lección de la interconexión: esta relación nos muestra, desde un punto de vista científico, que estamos más profundamente conectados de lo que imaginamos. El micelio nos enseña, en la práctica, cómo todo en un ecosistema está interconectado. Nos recuerda que ningún ser vivo es una isla, sino parte de un todo mayor. ¿Quizás un motivo de reflexión para nuestra sociedad humana?

El arte de la descomposición: la vida a partir de la putrefacción

Los hongos desempeñan un papel indispensable en todos los ecosistemas: son los recicladores y descomponedores. Transforman la materia orgánica muerta -plantas muertas, troncos de árboles, hojas caídas- en suelo fértil y nutrientes que hacen posible una nueva vida. Sin ellas, los bosques se asfixiarían bajo su propio peso.

Enseñar el ciclo: los hongos nos muestran el eterno ciclo de crecimiento y decadencia. Nada se pierde realmente, sólo se transforma. Esta resistencia y capacidad de crear constantemente algo nuevo a partir de lo viejo es una sabiduría profunda que también podemos aplicar a nuestras propias situaciones vitales.

Afrontar la complejidad: simplicidad en profundidad

La aparente sencillez de un hongo que brota del suelo esconde una inmensa complejidad bioquímica y una capacidad de adaptación muy inteligente. Los hongos pueden adaptarse a las condiciones más extremas y son maestros de reacciones bioquímicas que sólo lentamente estamos aprendiendo a comprender.

La lección de la adaptación: esta cercanía evolutiva y su funcionamiento nos enseñan que la complejidad no siempre tiene por qué significar caos y que las formas sencillas suelen ser las que tienen mayor capacidad de supervivencia.

Este conocimiento cambia nuestra visión de la naturaleza y, en última instancia, de nosotros mismos. El próximo paseo por el bosque puede no volver a ser el mismo si sabemos que nuestros parientes biológicos nos esperan en el suelo del bosque, compartiendo una historia de miles de millones de años.

Hongos y genética humana Conclusión: Una mirada al suelo del bosque, una mirada a nosotros mismos

El viaje a través del mundo de los hongos y la genética humana nos ha demostrado que nuestras suposiciones sobre la vida en la Tierra necesitan ser escudriñadas una y otra vez. Lo que a primera vista parece una simple planta resulta ser una criatura compleja que está más cerca de nosotros en un nivel fundamental de lo que jamás esperaríamos de un organismo del reino vegetal. Los profundos conocimientos sobre características como el almacenamiento de glucógeno, la formación de quitina y las similitudes de la respiración celular son algo más que fascinantes detalles científicos: son el resultado de más de mil millones de años de historia evolutiva compartida.

Este parentesco genético inesperado tiene implicaciones de gran alcance. No solo impulsa el desarrollo de nuevos medicamentos —desde enfoques revolucionarios en psicoterapia hasta factores de crecimiento nervioso—, sino que también nos abre el camino hacia un futuro más sostenible con biomateriales innovadores y una biorremediación eficaz.

En última instancia, los hongos nos invitan a ver la naturaleza con nuevos ojos y a reconocer nuestra propia interconexión con toda la vida de este planeta. Son los arquitectos silenciosos que mantienen el equilibrio de los ecosistemas y, a través de su biología única, nos enseñan cómo funcionan los ciclos, cómo adaptarse y cómo siempre crecen cosas nuevas a partir del paso del tiempo.

Así que la próxima vez que vea una seta en el bosque o descubra una en el mercado ecológico, recuerde: no es sólo un organismo. Es uno de nuestros parientes biológicos más antiguos y fascinantes, un trabajador silencioso que ha sustentado la vida en este planeta durante eones y que quizá nos dice más sobre nosotros mismos de lo que jamás nos atrevimos a soñar. Los hongos y la genética humana es un capítulo apasionante del gran libro de la vida que aún esconde muchos secretos.

Glosario: explicación breve de términos técnicos

Opistocontos: un supergrupo biológico de seres vivos con un antepasado común, al que pertenecen tanto los animales (y, por tanto, el ser humano) como los hongos.

Glicógeno: una forma de almacenamiento muy ramificada de la glucosa (azúcar) que los animales y los hongos utilizan para obtener energía rápidamente; en el lenguaje popular también se conoce como «almidón animal».

Quitina: un polímero resistente que forma las paredes celulares de los hongos, así como los exoesqueletos de los insectos y los crustáceos.

Fotosíntesis: proceso mediante el cual las plantas absorben dióxido de carbono, liberan oxígeno y obtienen energía a partir de él con la ayuda de la luz solar, a diferencia de la respiración celular de los animales, los seres humanos y los hongos.

Micelio: la fina red, a menudo subterránea, de células filiformes que constituye un hongo; la verdadera «planta fúngica», de la que el cuerpo fructífero visible no es más que una pequeña parte.

Biorremediación: el uso de organismos vivos (en este caso, hongos) para degradar o neutralizar biológicamente los contaminantes ambientales.

Ortólogo: gen presente en dos especies diferentes que se remonta al mismo antepasado común y que, por lo general, cumple una función similar.

Pruebas complementarias

Kachroo, A. H. y otros. (2022): Levadura humanizada para modelar la biología, las enfermedades y la evolución humanas. Artículo de revisión del mismo grupo de investigación que resume el estado actual de la «levadura humanizada» como sistema modelo para la biología humana.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9194483/

Laurent, J. M. y otros. (2020): Humanización de genes de levadura con múltiples ortólogos humanos. Profundiza en la cuestión de cómo se diferencian funcionalmente las variantes genéticas humanas múltiples (parálogos) en el modelo de la levadura.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7259792/

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