El genoma de los koalas nos desvela cómo se alimentan de hojas tóxicas

Los koalas son animalitos manifiestamente raros. Son hiperespecialistas, vinculados a las fragantes plantaciones de eucalipto de Australia, donde de algún modo consiguen sobrevivir a partir de hojas tóxicas. Duermen todo el día, los bebés se comen las heces de sus madres y sucumben a enfermedades terribles que no parecen afectar tanto a otros animales.

Ahora, un equipo de investigadores ha secuenciado el genoma del koala y revelado cómo sobreviven los animales a partir de hojas de eucalipto, cómo olfatean las hojas menos tóxicas y por qué son tan susceptibles a algunas enfermedades, como la clamidia.

El número de koalas en la mayor parte de Australia ha descendido de forma precipitada a lo largo de las últimas décadas, conforme se han talado los bosques de eucaliptos donde viven para dejar sitio a la construcción y a medida que se extienden enfermedades devastadoras.

Una búsqueda a nivel mundial

Rebecca Johnson, genetista de conservación en el Museo Australiano en Sídney y autora principal del estudio publicado en Nature Genetics, recibía constantemente llamadas de autoridades estatales y empresas de desarrollo pidiéndole consejo acerca de cómo preservar poblaciones de koalas sanas y genéticamente diversas en el país.

¿Qué mejor forma de responder a estas preguntas que secuenciando el genoma del animal? Esa es la mejor información con la que contar «cuando intentas seguir la pista y entender la diversidad genética en una especie», afirma.

De modo que reunió a un equipo de especialistas de todo el mundo que poco a poco unieron los fragmentos del rompecabezas genético. «Se necesita todo un pueblo para secuenciar un genoma», afirma Johnson. «Pero no es muy difícil conseguir que la gente trabaje con los koalas, porque son adorables».

Adorables y también muy raros. Los koalas sobreviven a partir de las hojas fibrosas del eucalipto, llenas de moléculas tóxicas que, básicamente, hacen que la planta sea incomible para cualquier otro ser vivo. Sin embargo, los koalas han desarrollado la capacidad de expulsar rápidamente las toxinas, de forma que pueden comer kilos de hojas al día sin enfermar.

Pero las hojas contienen tan pocas calorías que pasan 22 horas del día descansando o durmiendo.

Johnson y su equipo descubrieron que la parte del genoma del koala que codifica la detoxificación de proteínas es casi dos veces mayor que la de otros mamíferos (o humanos). Los investigadores tienen la hipótesis de que, en algún punto del pasado remoto, dicha sección debió duplicarse de forma accidental. Y una vez se duplicó, la presión evolutiva pudo empujar los genes adicionales en nuevas direcciones, mejorando el sistema de detoxificación del koala y aumentando su eficiencia a la hora de limpiar las diferentes moléculas de eucalipto perjudiciales.

«Es cosa de la coevolución», explica Miriam Shiffman, investigadora en el MIT que estudió por qué el microbioma de los koalas les ayuda a procesar el eucalipto. Las plantas elaboran este «complejo cóctel de sustancias químicas» para evitar que se las coman, y los koalas han desarrollado formas mejores de lidiar con ellas.

Olfateando las toxinas

El equipo también averiguó cómo los koalas escogen su comida. Durante años, los investigadores han observado a los koalas olisquear las hojas, preguntándose por qué optaban por comerse algunas y tirar otras. Sospechaban que los koalas eran capaces de detectar de algún modo lo tóxicas o nutritivas que eran las hojas según su olor.

Efectivamente, en las partes del genoma que controlan los órganos olfativos de los koalas descubrieron muchos genes adicionales que podían ayudarles a detectar las diferencias de olor entre los diversos compuestos químicos medicinales mentolados que dan al eucalipto su olor particular.

A los koalas se les da bastante bien deshacerse de las moléculas de plantas venenosas, pero el sistema que las expulsa también elimina muchos extractos medicinales de sus sistemas a gran velocidad, mucho más rápido que en humanos. Y los antibióticos empleados para tratar algunas enfermedades alteran su microbioma intestinal, interfiriendo con su capacidad para descomponer las hojas de eucalipto y haciendo que pasen hambre poco a poco.

Esto se lo pone difícil a los veterinarios y científicos a la hora de tratar enfermedades como la clamidia, ya que las medicinas que usarían los científicos para tratarlas en humanos, o incluso en otros marsupiales, no funcionan. Muchos investigadores han pasado años intentando desarrollar una vacuna que prevenga la clamidia en koalas.

«Todos nuestros esfuerzos en la comunidad de investigación de los koalas para desarrollar una vacuna se han visto limitados por el hecho de que no sabemos lo suficiente sobre su sistema inmune», afirma Willa Huston, microbióloga de la Universidad de Tecnología de Sídney. «Ahora que entendemos los miles de genes implicados en la respuesta inmune, podemos emplear las pruebas y la ciencia para diseñar una vacuna específica».

Los koalas también padecen un retrovirus similar al VIH que debilita su sistema inmune y los hace aún más susceptibles a enfermedades como la clamidia o el cáncer. A veces, dichos retrovirus se introducen discretamente en el código genético. Los investigadores descubrieron que los retrovirus se habían insertado decenas de veces a lo largo del historial evolutivo de los koalas, pero estos ataques continúan hoy en día.

A estas alturas, todos los koalas analizados en Queensland tienen alguna versión del retrovirus. Pero algunas de las cepas modernas son más destructivas que las antiguas. El estudio del genoma puede ayudar a los investigadores a rastrear esa cepa del virus y proporcionar a los científicos una base a partir de la cual construir una vacuna mejor, según explica Johnson.

La inmersión en las profundidades del código genético puede ayudar a los conservacionistas a averiguar cómo mantener la diversidad genética de algunas de las poblaciones fragmentadas y amenazadas.

Los koalas se enfrentan a muchos tipos diferentes de amenazas hoy en día, según explica Shannon Kjeldsen, genetista de conservación en la Universidad James Cook, en Queensland. La diversidad genética en la población les ayuda a lidiar con las diferentes presiones. Pero si las poblaciones empiezan a practicar la endogamia, «la especie en su conjunto [empeorará] a la hora de hacer frente a los nuevos cambios», afirma. Ahora, usando el genoma como referencia, los biólogos serán capaces de rastrear lo que ocurra en las diversas colonias de koalas y podrán saber mejor cómo y cuándo pasar a la acción.