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La hipótesis de la abuela: el papel de la menopausia en la evolución humana

Antonio Rosas (CSIC)*

La especie humana cuenta entre sus muchas singularidades con una elevada capacidad reproductiva; y eso a pesar de que nuestro desarrollo individual es muy lento. Los humanos tenemos un largo periodo de crecimiento, con lo que pasan muchos años hasta llegar a la edad adulta. ¡Que se lo digan hoy a algunos padres! Por lo general, en las especies en las que las crías maduran muy despacio, como es el caso de los grandes simios, los intervalos entre nacimientos se alargan mucho, lo que en última instancia se traduce en una baja tasa de reproducción. En las especies cuyos miembros maduran más deprisa, las hembras quedan encintas más rápidamente, con intervalos entre nacimientos más reducidos.

Una simple comparación con nuestros primos evolutivos nos ilustra. Las hembras de los grandes simios (orangutanes, gorilas y chimpancés) comienzan su reproducción a una edad promedio de unos 13 años, mientras que los humanos en las sociedades de cazadores recolectores tienen su primer hijo alrededor de los 18-20 años (en las sociedades modernas esta edad se ha retrasado considerablemente). A su vez, la lactancia de los simios puede llegar hasta ocho largos años, de modo que una hembra no podrá concebir hasta pasado ese tiempo.  Es decir, vienen pocos bebés de chimpancé al mundo.

Según esta lógica, una baja natalidad tendría que ser aún más exagerada en el caso humano, con prolongados intervalos entre nacimientos. Sin embargo, la realidad es bien distinta. En promedio, el periodo de lactancia humana dura entre 2,5 y 3,5 años en sociedades preindustriales. Pasado este tiempo, la fisiología femenina permite reiniciar la ovulación y la mujer puede quedar encinta de nuevo. En las sociedades más avanzadas estos parámetros biológicos se están alterando muy rápidamente por diferentes efectos culturales, los avances médicos y asuntos económicos. Sea como fuere, las densidades de población humana pueden llegar a ser muy elevadas, a pesar de su largo periodo de crecimiento.

¿Qué ha ocurrido en la evolución humana para que se haya acortado tanto el intervalo entre nacimientos? Para dar respuesta a esta pregunta tendremos que dar un rodeo y acabar por entender el significado evolutivo de la menopausia ¡Cosas de la biología!

Los 13 de El Sidrón

Recreación de los 13 individuos neandertales del yacimiento de El Sidrón, en Asturias. © De la exposición ‘Los 13 de El Sidrón’/ Albert Álvarez Marsal

Una característica esencial del ciclo vital humano radica en una larga longevidad, lo que se traduce en que las mujeres presentan un largo periodo de vida tras el cese de su ciclo menstrual. Es decir, la vida femenina continúa durante décadas aun cuando ya no se producen óvulos (las células reproductoras). Esta peculiaridad humana representa una excepción en la naturaleza, tan solo compartida con algunas especies de ballenas. Prácticamente la totalidad de los vertebrados mueren poco después del cese de su función reproductora. Los grandes simios, por ejemplo, llegan a la edad senil en torno a los 40 años y apenas sobreviven a su periodo fértil. Las mujeres –y las hembras de orcas y calderones–, por el contrario, viven muchos años tras la menopausia.

Para los teóricos de la evolución este hecho exige una explicación, ya que los rasgos más característicos de las especies suelen ser adaptaciones resultado de la selección natural. ¿Por qué la longevidad humana ha evolucionado más allá del cese de la fertilidad femenina? Si la menopausia es una adaptación, ¿qué ventaja proporciona? Para explicar la supuesta ventaja selectiva de una duración inusual de la vida post reproductiva se ha formulado lo que se conoce como lahipótesis de la abuela.

Esta hipótesis propone que las hembras en edad post reproductiva (tras la menopausia, cuando ya no pueden tener más hijos) aún pueden fomentar su contribución genética a las generaciones futuras. ¿Cómo? Pues ayudando a la descendencia de sus hijos; es decir, a sus nietos, quienes portarán algunos de los genes de su abuela. La hipótesis de la abuela se fundamenta en el hecho de que con la edad y el deterioro fisiológico la reproducción de las mujeres se hace más costosa. Si en vez de reproducirse, esa energía se desvía en ayudar a los nietos, eso contribuye mejor a asegurar la pervivencia de sus genes. Como refuerzo, la ayuda a los familiares estrecha los lazos sociales y garantiza una mejora en la adquisición de recursos.

Superabuela

‘Superabuela’/Joly Navarro Rognoni, en Abueland, una plataforma con viñetas para reflexionar desde el humor sobre la conciliación y el valor de los cuidados que ejercen los abuelos y las abuelas

Por tanto, la hipótesis de la abuela trata de explicar cómo en circunstancias ecológicas donde los juveniles no pueden obtener sus alimentos de forma eficiente, el cuidado provisto por mujeres en periodo post fértil eleva la tasa de reproducción del grupo. Tal incremento se obtiene al favorecer en las hembras en período fértil el acortamiento del intervalo entre nacimientos. El papel de las abuelas permite a las mujeres jóvenes concentrarse en la cría de los aún lactantes y luego, tras el destete, traer al mundo nuevos hijos, despreocupándose en buena medida del cuidado de los ya creciditos. Volviendo al inicio del artículo, la hipótesis de la abuela ayuda explicar el éxito reproductivo humano a la vez que justifica la gran longevidad humana. Hembras más longevas ayudan a dejar más descendientes portadores de sus genes de modo que aumentan la longevidad de las posteriores generaciones. Así, una larga supervivencia post reproductiva es favorecida por la selección natural.

A una escala más cercana, en los últimos tiempos hemos presenciado cómo la contribución de los abuelos a la crianza de los hijos es manifiesta. Sobre ellos reposa, a veces con un claro sesgo abusivo, la carga de los nietos. Para colmo, en la última gran crisis económica a principios del siglo XXI la contribución de la pensión de los abuelos a la economía de los hijos se ha revelado como fundamental, siendo lógicamente los nietos los grandes beneficiarios. Queda demostrado que en todas las escalas: la evolutiva, la social y la económica, los abuelos y las abuelas son agentes esenciales de la biología y la cultura humana.

*Antonio Rosas es director del grupo de Paleoantropología del Museo Nacional de Ciencias Naturales del CSIC.

 

 

La importancia de salirse de la norma: las proteínas dúctiles

Por Inmaculada Yruela (CSIC)*

A mediados del siglo XX se pensaba que las proteínas que no podían adoptar una determinada organización espacial y una estructura definida no podían realizar una función. Pero, a veces, los fenómenos que no encajan con el paradigma dominante del momento acaban convirtiéndose en la pieza central de un nuevo paradigma. Este es el caso de algunas observaciones que se hacían en el campo de la biología molecular a finales del siglo XX: las proteínas dúctiles o conocidas en inglés como Intrinsically Disordered Proteins (IDPs). Este tipo de proteínas, lejos de haber sido olvidadas por la comunidad científica debido a lo irregular y desordenado de su estructura, son cada día más populares gracias a su carácter moldeable y flexible (dúctil) y al papel que juegan tanto en los procesos de desarrollo y adaptación de los organismos a los cambios medioambientales como en la aparición de enfermedades como el cáncer, el Alzheimer, el Parkinson o la diabetes, entre otras.

Ejemplo de una proteína compacta y estructurada con varios módulos. Cada módulo se representa en un color diferente. Fuente: RCSB Protein Data Bank (https://www.rcsb.org) PDB 2VGB (Valentini et al. 2002)

Ejemplo de proteína compacta y estructurada con varios módulos. Cada uno en un color diferente. / Fuente: RCSB Protein Data Bank – PDB 2VGB (Valentini et al. 2002)

Desde los años sesenta del pasado siglo podemos explicar muchas de las propiedades de las proteínas, incluyendo su funcionamiento. Esto se consigue mediante el conocimiento de sus estructuras tridimensionales obtenidas a partir de la cristalografía y la difracción de rayos X. El año 1962 marcó un hito a este respecto cuando se concedió el premio Nobel en Química a John Kendrew y Max Perutz, investigadores que resolvieron las primeras estructuras de proteínas. Se trataba de dos proteínas humanas esenciales: la hemoglobina de los glóbulos rojos de la sangre y la mioglobina de los músculos. Actualmente, el número de estructuras resueltas se acerca a las 150.000, la mayoría en humanos y animal bovino.

A finales del siglo XX se observó que algunas proteínas escapaban de estos procedimientos experimentales, no pudiéndose resolver sus estructuras con las técnicas disponibles. Sin embargo, en los últimos veinte años las investigaciones han sido decisivas en este terreno para establecer que, en contra de lo aceptado en el pasado siglo, las proteínas no requieren adoptar formas rígidas y bien estructuradas en el espacio tridimensional para realizar sus funciones en la célula, sino que, por el contrario, la flexibilidad y la ductilidad en las proteínas es una propiedad que a menudo resulta crucial para su funcionamiento. Las proteínas dúctiles son esenciales para el ciclo celular, para la señalización celular y la regulación de los genes y las proteínas. Se considera que pueden haber desempeñado un papel clave durante la formación de los organismos multicelulares y la evolución.

Ejemplo de una proteína dúctil con un módulo estructurado (verde) y un módulo flexible (rojo). Fuente: RCSB Protein Data Bank (https://www.rcsb.org) PDB 2ME9 (Follis et al. 2014).

Ejemplo de proteína dúctil con un módulo estructurado (verde) y un módulo flexible (rojo). / Fuente: RCSB Protein Data Bank – PDB 2ME9 (Follis et al. 2014)

Se estima que, por ejemplo, en los animales, humanos y plantas, más de una tercera parte de las proteínas se hallan total o parcialmente desestructuradas, es decir, son proteínas que carecen, en su conjunto o en alguna de sus partes, de una estructura tridimensional estable en condiciones fisiológicas, aunque realizan importantes funciones biológicas. Por tanto, las proteínas no son entidades estructuralmente tan homogéneas como se pensaba, dado que presentan un nivel relevante de heterogeneidad. De esta manera, la estructura de una proteína no ha de considerarse como algo rígido, sino como algo dinámico. La transición entre diferentes formas, llamados estados conformacionales, que transcurre por estados sucesivos de completa estructuración y diferente grado de desestructuración, es necesaria para el reconocimiento y la interacción entre biomoléculas y para una función óptima.

Las proteínas con regiones dúctiles facilitan muchos procesos biológicos en la célula. Sin embargo, a menudo, la falta de organización estructural o plegamiento da lugar a la formación de agregados, que pueden acumularse en los órganos y tejidos del organismo dando lugar a ciertas enfermedades. Las características singulares de las proteínas dúctiles también hacen que su protagonismo trascienda a otras disciplinas científicas, tales como la medicina regenerativa, la nanotecnología, la agricultura o la tecnología de alimentos. El futuro que se abre en estos campos es estimulante y prometedor.

 

* Inmaculada Yruela Guerrero es investigadora en la Estación Experimental de Aula Dei (CSIC). Es autora del libro Las proteínas dúctiles (2016) en la colección ¿Qué sabemos de? (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata) y del espectáculo artístico-científico de danza, música y ciencia Molecular Plasticity: la relevancia de las proteínas dúctiles, producido en colaboración con la Ciència Al Teu Món y con la ayuda de la FECYT. Molecular Plasticity recorrerá distintos espacios abiertos a la divulgación científica en el territorio español.