Los antiguos humanos consumían leche mucho antes de poder digerirla

Un estudio de Nature pone en duda si el consumo de leche fue un factor clave en la persistencia de la lactasa, una mutación genética que evita que los adultos sufran complicaciones al beber este producto. Este cambio evolutivo, que se detectó por primera vez hace 5.000 años, se ha hecho cada vez más frecuente gracias a un acusado proceso de selección natural del que todavía se debaten las causas.

    Por Edgar Hans Cano, publicado en SINC el 28/7/2022

Actualmente, dos tercios de los adultos del mundo pueden tener problemas leves si beben demasiada leche, pero estas complicaciones eran mucho más frecuentes en nuestros antepasados.

Nuestros antepasados europeos habrían empezado a consumir leche de animales domésticos miles de años antes de que desarrollara el gen para poder digerirla, según apunta un estudio publicado en la revista Nature. La investigación analiza los patrones prehistóricos de su uso en los últimos 9.000 años y ofrece nueva información sobre su consumo y cómo ha evolucionado la tolerancia a la lactosa.

Hasta ahora, se pensaba que dicha resistencia surgió porque permitía a las personas consumir más leche y productos derivados sin tener efectos adversos, pero el nuevo trabajo afirma que la hambruna y la exposición a enfermedades infecciosas justifican mejor este cambio evolutivo.

Hasta ahora, se pensaba la tolerancia a la lactosa surgió porque permitía a las personas consumir más leche y productos derivados sin tener efectos adversos, pero el estudio afirma que la hambruna y la exposición a enfermedades infecciosas justifican mejor este cambio evolutivo

“Probablemente, las complicaciones que pueden sufrir las personas al beber grandes cantidades de leche no diferirían demasiado entre nuestros antepasados o nosotros, ya que nuestra genética no es tan distinta. Sin embargo, la dieta y la microbiota intestinal sí que podrían suponer una diferencia, ya que influyen en la gravedad de los síntomas de la intolerancia a la lactosa”, explica a SINC Mark Thomas, profesor de genética evolutiva y coautor del estudio.

Una mutación inusual que ahora es común

Actualmente, dos tercios de los adultos del mundo pueden tener problemas leves si beben demasiada leche, pero estas complicaciones eran mucho más frecuentes en nuestros antepasados, según los autores. La causante de dichos problemas es la lactosa, un azúcar que, si no se digiere correctamente, puede causar calambres, diarrea y flatulencias.

George Davey Smith, investigador de la Universidad de Bristol y coautor del estudio, comenta que “para digerir la lactosa necesitamos producir la enzima lactasa en nuestro intestino. Esto lo hacen casi todos los bebés, pero la producción de la enzima disminuye rápidamente entre el destete y la adolescencia”.

La mutación responsable de la persistencia de la lactasa se hizo común entre las personas hace 4.000 años, gracias a un marcado proceso de selección natural

Sin embargo, alrededor de un tercio de los adultos siguen produciendo lactasa gracias a una mutación en su ADN, lo que les permite digerir la lactosa sin complicación alguna.

La evidencia científica sugiere que esta alteración genética, conocida como persistencia de la lactasa, se hizo común entre las personas hace 4.000 años, gracias a un marcado proceso de selección natural.

Las claves: hambre y enfermedades

Aunque la mutación fue ganando presencia entre los europeos de hace miles de años, todavía hay que conocer más detalles de este cambio para determinar qué fue lo que realmente nos hizo aptos para consumir leche. Esta tarea es difícil porque el uso de este producto ha ido aumentando y disminuyendo en diferentes regiones a lo largo de la historia.

No obstante, los autores se muestran convencidos de que detrás de este cambio se aducen dos razones: el hambre y la circulación de patógenos. “Cuando las cosechas se perdían o se dañaban, los campesinos aumentaban el consumo de productos lácteos. Al no tener lactasa persistente, podían sufrir algunas complicaciones leves de forma más frecuente”, comenta Thomas.

Todavía hay que conocer más detalles de este cambio para determinar qué fue lo que realmente nos hizo aptos para consumir leche

Y añade: “El problema realmente serio viene cuando estas personas estaban severamente desnutridas y padecían enfermedades diarreicas, que pueden privar al organismo del agua y las sales necesarias para la supervivencia”.

La teoría de Thomas de la hambruna se complementa con la de Smith, quién considera que la desnutrición y la diarrea podían agravarse en ambientes que favorecían la aparición de enfermedades zoonóticas, como los asentamientos del Neolítico.

Con poblaciones más densas y urbanizadas, los desplazamientos de estas personas y su contacto frecuente con animales era el caldo de cultivo perfecto para contraer dichas patologías. En consecuencia, la selección natural proveyó una protección genética a nuestros antepasados para que fuesen menos vulnerables a virus, bacterias, parásitos y hongos.

Mapas y genética para conocer el consumo de leche

Las conclusiones del estudio se basan en un mapa del consumo prehistórico de leche, que analiza 6.899 residuos de grasa animal de 554 enclaves arqueológicos durante los últimos 9.000 años. La metodología combina ADN antiguo, radiocarbono y datos arqueológicos con nuevas técnicas de modelado por ordenador.

Las conclusiones del estudio se basan en un mapa del consumo prehistórico de leche, que analiza 6.899 residuos de grasa animal de 554 enclaves arqueológicos durante los últimos 9.000 años

Los investigadores también examinaron la frecuencia de la variante principal del gen de persistencia de la lactasa entre 1.786 individuos euroasiáticos de la prehistoria.

Juntos, estos hallazgos indican que en Europa el uso de la leche estaba muy extendido, mientras que en Asia los pueblos todavía eran mayoritariamente intolerantes a la lactosa, lo que pone en duda si su consumo es un factor clave para la persistencia de la lactasa, como sostienen algunas hipótesis.

Cómo los humanos se adaptaron a digerir la lactosa, después de miles de años de consumo de leche

Cómo la capacidad de digerir la leche se extendió mucho después de que las personas comenzaron a beberla, y evaluar el potencial de adicción a la ketamina terapéutica.

• Publicado en Nature el 27-07-2022. Autores: Benjamin Thompsony Nick Petrić Howe

En este episodio:

00:45 Averiguar cómo se extiende la capacidad de digerir la leche

Los humanos han estado bebiendo leche durante miles de años, pero parece que lo estaban haciendo mucho antes de que la capacidad de digerirla se volviera frecuente. Luego, hace unos 2.000 años, esta habilidad se hizo común en Europa, presentando un misterio a los investigadores, ¿por qué entonces? Ahora, al analizar datos de salud, ADN antiguo y residuos de grasas de miles de ollas antiguas, los científicos han descubierto qué causó que este rasgo se extendiera repentinamente por toda Europa.

Cómo la capacidad de los humanos para digerir la leche evolucionó a partir de la hambruna y la enfermedad

Un estudio histórico es el primer esfuerzo importante para cuantificar cómo se desarrolló la tolerancia a la lactosa.

• Nature el 27-07-2022. Autor: Ewen Callaway

Los albores de la ganadería lechera en Europa ocurrieron miles de años antes de que la mayoría de las personas desarrollaran la capacidad de beber leche como adultos sin enfermarse. Ahora los investigadores creen que saben por qué: la tolerancia a la lactosa fue lo suficientemente beneficiosa como para influir en la evolución solo durante episodios ocasionales de hambruna y enfermedad, lo que explica por qué tomó miles de años para que el rasgo se generalizara.1.

La teoría, respaldada por un análisis de miles de fragmentos de cerámica y cientos de genomas humanos antiguos, así como por modelos sofisticados, explica cómo la capacidad de digerir la leche se volvió tan común en los europeos modernos, a pesar de ser casi inexistente en los primeros productores de leche. Esta capacidad, conocida como persistencia de la lactasa, proviene de una enzima que descompone el azúcar de la leche y generalmente se apaga después de que los niños pequeños son destetados.

El estudio, publicado en Nature el 27 de julio, es el primer esfuerzo importante para cuantificar las fuerzas que han dado forma a este rasgo, dice Shevan Wilkin, arqueólogo molecular de la Universidad de Zurich, Suiza. “La evolución de la persistencia de la lactasa fue mucho más complicada de lo que pensábamos”.

Selección natural

La capacidad de digerir la leche evolucionó independientemente en poblaciones antiguas de todo el mundo. Los investigadores han mapeado el rasgo a variantes genéticas que instruyen a las células a producir altos niveles de lactasa. La variante que la mayoría de las personas de ascendencia europea llevan es uno de los ejemplos más fuertes de selección natural en el genoma humano.

Sin embargo, los científicos han luchado por explicar las fuerzas subyacentes a la alta prevalencia de la persistencia de la lactasa en Europa. Muchos habían supuesto que la variación resultó beneficiosa solo después de que los pueblos antiguos comenzaron a consumir rutinariamente productos lácteos. Otra teoría influyente sostenía que las primeras vacas, cabras y ovejas, domesticadas hace unos 10.000-12.000 años, se usaban principalmente para su carne, y que el consumo de leche siguió milenios después.

Pero Richard Evershed, un biogeoquímico de la Universidad de Bristol, Reino Unido, que codirigió el último estudio, y su equipo han encontrado residuos de grasa láctea en antiguos cerámicas que datan de los albores de la domesticación animal. Mientras tanto, los estudios genómicos antiguos mostraron que estos primeros criadores de animales eran intolerantes a la lactosa, y que la tolerancia a la leche no se hizo común en Europa hasta después de la Edad del Bronce, hace 5.000-4.000 años.

Para determinar las fuerzas probables detrás de la capacidad de los europeos para digerir la leche, un equipo dirigido por Evershed y dos colegas de Bristol, la química Mélanie Roffet-Salque y el epidemiólogo George Davey Smith, junto con Mark Thomas, genetista evolutivo del University College de Londres, recopilaron datos arqueológicos y genómicos. Luego modelaron cómo varios factores, como el uso de leche láctea y el tamaño de la población, explicaron el aumento de la persistencia de la lactasa, basándose en los genomas de más de 1.700 antiguos pueblos euroasiáticos.

El equipo encontró poca superposición entre los saltos en la tolerancia a la lactosa y el aumento del consumo de leche, inferido por la presencia de residuos de grasa láctea de unos 13.000 restos de cerámica de más de 550 sitios arqueológicos en toda Europa. “Todas las hipótesis anteriores de cuál era la ventaja de la selección natural de la persistencia de la lactasa se vincularon a la medida del uso de la leche”, dice Thomas, debido a los presuntos beneficios nutricionales de poder consumir leche sin enfermarse.

Otra explicación

Con esa idea descartada, los investigadores analizaron cómo la tolerancia a la lactosa se relaciona con el consumo de leche en los europeos modernos. En el Biobanco del Reino Unido, un repositorio de datos genómicos y de salud de medio millón de personas en el Reino Unido, encontraron poca correlación entre el consumo de leche y la tolerancia a la lactosa, con el 92% de los participantes intolerantes a la lactosa que prefieren la leche fresca a las alternativas. Y la tolerancia a la lactosa no mostró beneficios claros para la salud o la fertilidad, lo que podría impulsar la selección natural.

Esto sugiere que, para la mayoría de las personas intolerantes a la lactosa, los costos de beber leche no son tan altos hoy en día, dice Thomas, y probablemente tampoco lo eran en la antigüedad. “Si estás sano, tienes un poco de diarrea, tienes calambres, te tiras muchos pedos. Es desagradable, pero no vas a morir”.

Pero los investigadores proponen que las consecuencias del consumo de leche entre las personas intolerantes a la lactosa hace mucho tiempo habrían sido mucho más graves para aquellos que tenían mala salud, como resultado de la hambruna o la infección. La pérdida de líquidos, a través de la diarrea, contribuye a la muerte por desnutrición e infección, especialmente en lugares con saneamiento deficiente. El modelo de los investigadores encontró que la persistencia de la lactasa era más probable que ocurriera en poblaciones antiguas expuestas a patógenos animales y hambruna que en aquellas expuestas a otros factores examinados.

El equipo propone que la selección natural para la tolerancia a la lactasa se turboalimentó durante tales períodos, cuando los individuos intolerantes a la lactosa habrían tenido más probabilidades de morir que las personas que carecían de la variación genética repentinamente beneficiosa.

Más para explorar

“¿Tienen razón? No sé. Es difícil de decir”, dice Wilkin. Incluso si las personas no murieran por los efectos de la intolerancia a la lactosa durante los tiempos difíciles, podría haberlas hecho menos propensas a procrear que las personas que podían digerir la leche, permitiendo que la persistencia de la lactosa floreciera. Pero no está segura de que esto explique completamente por qué el rasgo está ausente, o es muy raro, en la agricultura temprana y en algunas poblaciones lecheras de la Edad de Bronce, que deben haber estado expuestas a la hambruna y la infección.

Christina Warinner, arqueóloga molecular de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, dice que el estudio pone números y proporciona evidencia de una imagen que ha estado surgiendo en la última década. “Ahora tenemos una idea de dónde tenemos que empezar a buscar”. Un enfoque debe estar en los genomas humanos antiguos y otros datos arqueológicos del período medieval y la Edad del Hierro (hace 3.000-1.000 años), cuando los niveles de tolerancia a la lactosa en Europa aumentaron considerablemente.

Wilkin espera que el estudio también aliente a los investigadores a reevaluar la evolución de la persistencia de la lactasa fuera de Europa, por ejemplo, en África, donde evolucionó varias veces, y en Asia Central y Oriente Medio. Los investigadores también necesitan una mejor comprensión de cómo los lácteos y el consumo de leche pueden estar muy extendidos en lugares donde la tolerancia a la lactosa nunca ha sido común, como la estepa mongola. “Realmente espero que este tipo de estudio enorme y realmente ambicioso estimule a las personas a comenzar a investigar esto”, dice.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-022-02067-2

Referencias

1. Evershed, R. P. et al.Nature https://doi.org/10.1038/s41586-022-05010-7 (2022).