Paleomicrobiología, las bacterias que nos hablan del pasado.

 Es importante conocer de forma detallada toda la información posible sobre los microorganismos del pasado, para ello podemos analizar filogeneticamente las cepas actuales para inferir acerca de sus antepasados, sin embargo la paleomicrobiología ofrece un enfoque alternativo permitiendo un examen directo de los genomas ancestrales.
A través de estos estudios podemos indagar en la evolución de las bacterias comparando: su tasa de mutaciones, la degradación del genoma, plásmidos móviles etc...

La paleomicrobiología deriva de la paleobiología. La paleobiología usa restos de seres vivos para analizar y obtener todo tipo de datos, puede dividirse en muchas disciplinas. Por ejemplo conocemos el aspecto de la vegetación del pasado de forma muy detallada gracias a los estudios paleobotánicos.

Museo paleobotánico de Córdoba 

Sin embargo con las bacterias tenemos un gran problema, y es que no se conservan tan bien como los animales o las plantas. La secuenciación de ADN antiguo (ADNa) es muy complicada, para empezar tenemos muy poca cantidad y con ello el riesgo de contaminación es altísimo. Además los genomas de más de 1000 años sufren procesos severos de degradación, rompiéndose en pequeños fragmentos de unas cientos de pares de bases y desaminándose las mismas, lo que genera falsas identificaciones. 

Por ello para trabajar en paleomicrobiología se requiere la existencia de tejidos conservados dentro de huesos o cadáveres que contengan restos de las bacterias que estaban presentes en el momento de la muerte, y por ello ADNa.  Mediante el estudio del mismo se puede deducir la causa de la enfermedad y lo más importante, el microorganismo que la causó. 

Las bacterias patógenas, virus y parásitos han sido detectados en muestras antiguas desde hace tiempo. Durante los últimos años muchos esfuerzos se han centrado en los estudios de Mycobacterium tuberculosis. En un principio las evidencias usadas eran visuales, especialmente lesiones óseas, más recientemente usando la paleomicrobiología y extrayendo ADNa de muestras de tejido humano antiguo y de esqueletos de bisontes de hace 17.000 años se ha logrado determinar la distribución histórica mundial de la tuberculosis.

Reconstruction  Ötzi may have looked when alive
 (South Tyrol Museum of Archaeology)

Con la peste negra del siglo XIV hubo en su día controversia, se podría dudar de quién era la responsable de tal epidemia, sin embargo recientemente y gracias al uso de la paleomicrobiología se ha descrito la secuencia de Yersinia pestis obtenida de las víctimas de aquella epidemia. Las muestras se extrajeron de la pulpa dental de cuatro personas que murieron entre 1348 y 1349 en Londres, tras varios estudios que debieron lidiar con los problemas asociados a trabajar con ADNa se llegó a la conclusión de que la cepa encontrada en las víctimas tan sólo se diferenciaba de la cepa moderna en 97 SNP, eran bastante parecidas.  

En el futuro la paleomicrobiología podría ayudar a la microbiómica, por ejemplo la secuencia total de ADN de los huesos del hombre de hielo tirolés y el genoma de las secuencias de la microbiota asociadas indicaban que estaba infectado con Borrelia bugdorferi en el momento de su muerte. Con los avances en la técnica podríamos llegar a estudiar como la microbiota ha evolucionado a lo largo del tiempo y como  ello ha afectado a la evolución su anfitrión. 

 Seth-Smith H (2012). Beyond the palaeomicrobiology. Nature reviews. Microbiology, 10 (4) PMID: 22406951

Esta entrada participa en el XV Carnaval de biología, que organiza Hablando de Ciencia.