El Vitral de La Ciencia

El Homo sapiens y su permanente necesidad del agua ¿Un problema evolutivo?

En la revista Scientific American se publicó un artículo (Asher Y. Rosinger. Scientific American 325, 1, 38-43 (julio de 2021). doi: 10.1038 / scientificamerican0721-38) cuyo tópico es de suma importancia para el ser humano, tanto que no podemos pasar mas de tres días sin su ingesta, sería mortal, nos referimos a la eterna necesidad de ingerir agua, cuyo autor entra en detalles, incluso, evolutivos para explicar el por qué de esa necesidad.  Muchos han dicho que la futura gran guerra será por la energía, el petróleo, pero las evidencias sobre el agotamiento de las grandes fuentes de agua dulce nos indican que será la causa de un conflicto mundial. Entremos al tema.

Dependemos más del agua que muchos otros mamíferos y hemos desarrollado una serie de estrategias inteligentes para obtenerla.

INTRODUCCIÓN

El autor comienza con una pregunta importante: ¿Cómo nuestra historia evolutiva dio forma a las estrategias que usamos para satisfacer nuestras necesidades de agua, particularmente en ambientes sin fácil acceso a agua limpia? Esa interrogante le surgió cuando en una expedición por la Amazonía boliviana, empapado en sudor, tuvo necesidad de tomar agua y le pidió a su guía,  Julio, uno de sus amigos de Tsimane (un grupo de horticultores-recolectores que viven en esta región cálida y húmeda), quien iba fresco junto con su hijo de tres años. Se detuvieron frente a lo que parecía un árbol pequeño pero resultó ser una enredadera grande. Julio le dijo que Tsimane «lo usa cuando están en el bosque viejo y necesitan agua#. Comenzó a golpear la enredadera por todos lados con su machete, haciendo volar trozos de corteza con cada golpe. En dos minutos había cortado una sección de un metro de largo. Empezó a salir agua. Se lo llevó a la boca, bebió de él durante unos segundos para saciar su sed y luego se lo ofreció. A partir de las observaciones del guía Julio se planteó la previa pregunta, fundamental de la adaptación humana.

A lo largo de la historia, la gente ha diseñado drásticamente sus entornos para garantizar el acceso al agua. Tome la histórica ciudad romana de Cesarea en el Israel actual. Cuando se construyó, hace más de 2.000 años, la región no tenía suficiente agua dulce natural para sostener una ciudad. Debido a su importancia geográfica para su dominio colonial, los romanos, a través del trabajo esclavo extractivo, construyeron una serie de acueductos para transportar agua desde manantiales hasta a 16 kilómetros de distancia. Este arreglo proporcionó a 50.000 personas aproximadamente 145 litros de agua per cápita al día.

Hoy en día, las ciudades utilizan vastas redes de distribución para proporcionar agua potable a las personas, lo que ha llevado a mejoras notables en la salud pública. Cuando tenemos mucha agua, nos olvidamos de lo importante que es. Pero cuando el agua es preciosa, es en lo único que pensamos. Todo lo que se necesita es la noticia de un cierre o un evento de contaminación para que las preocupaciones sobre la inseguridad del agua se afiancen.

Sin suficiente agua, nuestras funciones físicas y cognitivas se deterioran. Sin ninguno, morimos en cuestión de días. De esta manera, los humanos dependen más del agua que muchos otros mamíferos. Investigaciones recientes han esclarecido los orígenes de nuestras necesidades de agua y cómo nos adaptamos para saciar esa sed. Resulta que tanto como la comida ha dado forma a la evolución humana, también lo ha hecho el agua.

ROMPIENDO A SUDAR

Para comprender cómo el agua ha influido en el curso de la evolución humana, debemos volver a un capítulo fundamental de nuestra prehistoria. Hace alrededor de tres millones y dos millones de años, el clima en África, donde los homínidos (miembros de la familia humana) evolucionaron por primera vez, se volvió más seco. Durante este intervalo, el primer género de homínidos Australopithecus dio paso a nuestro propio género, Homo . En el transcurso de esta transición, las proporciones corporales cambiaron: mientras que los australopitecinos eran bajos y rechonchos, el Homo tenía una constitución más alta, más delgada y con más superficie. Estos cambios redujeron la exposición de nuestros antepasados ​​a la radiación solar al tiempo que permitieron una mayor exposición al viento, lo que aumentó su capacidad para disipar el calor, haciéndolos más eficientes en el uso del agua.

Otras adaptaciones clave acompañaron este cambio en el plan corporal. A medida que el cambio climático reemplazó los bosques con pastizales y los primeros homínidos se volvieron más competentes para viajar en dos piernas en entornos abiertos, perdieron el vello corporal y desarrollaron más glándulas sudoríparas. Estas adaptaciones aumentaron la capacidad de nuestros antepasados ​​para descargar el exceso de calor y así mantener una temperatura corporal segura mientras se mueven, como ha demostrado el trabajo de Nina Jablonski de la Universidad Estatal de Pensilvania y Peter Wheeler de la Universidad John Moores de Liverpool en Inglaterra.

El adolescente de Tsimane bebe agua de una enredadera en la Amazonía boliviana. Crédito: Matthieu Paley

Las glándulas sudoríparas son una parte crucial de nuestra historia. Los mamíferos tienen tres tipos de glándulas sudoríparas: apocrinas, sebáceas y ecrinas. Las glándulas ecrinas movilizan el agua y los electrolitos dentro de las células para producir sudor. Los seres humanos tienen más glándulas sudoríparas ecrinas que cualquier otro primate. Un estudio reciente de Daniel Aldea de la Universidad de Pennsylvania y sus colegas encontró que las mutaciones repetidas de un gen llamado Engrailed 1 pueden haber llevado a esta abundancia de glándulas sudoríparas ecrinas. En ambientes relativamente secos similares a aquellos en los que evolucionaron los primeros homínidos, la evaporación del sudor enfría la piel y los vasos sanguíneos, lo que, a su vez, enfría el núcleo del cuerpo.

Armados con este poderoso sistema de enfriamiento, los primeros humanos podían permitirse ser más activos que otros primates. De hecho, algunos investigadores piensan que la caza persistente (atropellar a un animal hasta que se sobrecalienta) puede haber sido una estrategia de alimentación importante para nuestros antepasados, una que no podrían haber seguido si no tuvieran un medio para evitar el sobrecalentamiento.

Sin embargo, esta capacidad mejorada de sudoración tiene una desventaja: eleva nuestro riesgo de deshidratación. Martin Hora, de la Universidad Charles de Praga, y sus colaboradores demostraron recientemente que el Homo erectus habría podido cazar de forma persistente durante aproximadamente cinco horas en la sabana caliente antes de perder el 10 por ciento de su masa corporal. En los seres humanos, la pérdida de masa corporal del 10 por ciento por deshidratación es generalmente el límite antes de que ocurra un riesgo grave de problemas fisiológicos y cognitivos o incluso la muerte. Más allá de ese punto, beber se vuelve difícil y se necesitan líquidos por vía intravenosa para la rehidratación.

Nuestra vulnerabilidad a la deshidratación significa que dependemos más de fuentes externas de agua que nuestros primos primates y mucho más que los animales adaptados al desierto, como ovejas, camellos y cabras, que pueden perder del 20 al 40 por ciento de su agua corporal sin correr el riesgo de morir. Estos animales tienen un compartimento adicional en el intestino llamado estómago de bosque que puede almacenar agua como un amortiguador interno contra la deshidratación.

De hecho, los mamíferos que habitan en el desierto tienen una variedad de adaptaciones a la escasez de agua. Algunos de estos rasgos tienen que ver con el funcionamiento de los riñones, que mantienen el equilibrio de agua y sal del cuerpo. Los mamíferos varían en el tamaño y la forma de sus riñones y, por lo tanto, en la medida en que pueden concentrar la orina y, por lo tanto, conservar el agua corporal. El ratón de bolsillo del desierto, por ejemplo, puede vivir sin agua durante meses, en parte debido al grado extremo en que sus riñones pueden concentrar la orina. Los humanos pueden hacer esto hasta cierto punto. Cuando perdemos grandes cantidades de agua por la sudoración, una compleja red de hormonas y circuitos neuronales dirige a nuestros riñones a conservar agua al concentrar la orina. Pero nuestra capacidad limitada para hacerlo significa que no podemos estar sin agua dulce durante casi tanto tiempo como el mouse de bolsillo.

Tampoco podemos precargar nuestros cuerpos con agua. El camello del desierto puede beber y almacenar suficiente agua para beber durante semanas. Pero si los humanos beben demasiado líquido, nuestra producción de orina aumenta rápidamente. El tamaño de nuestro intestino y la velocidad a la que se vacía nuestro estómago limitan la rapidez con la que podemos rehidratarnos. Peor aún, si bebemos demasiada agua demasiado rápido, podemos desequilibrar nuestro equilibrio electrolítico y desarrollar hiponatremia (niveles anormalmente bajos de sodio en la sangre) que es tan mortal, si no más, que la deshidratación.

Incluso en condiciones favorables, con comida y agua disponibles, las personas generalmente no recuperan todas las pérdidas de agua del ejercicio intenso durante al menos 24 horas. Por lo tanto, debemos tener cuidado de lograr un equilibrio en la forma en que perdemos y reponemos el agua en nuestros cuerpos.

APAGANDO NUESTRA SED

Nuestra flexibilidad dietética es quizás nuestra mejor defensa contra la deshidratación. La cantidad de agua presente en los alimentos contribuye a la ingesta total de agua. En los EE. UU., Alrededor del 20 por ciento del agua que ingieren las personas proviene de los alimentos, sin embargo, el trabajo con Tsimane ‘ descubrió que los alimentos, incluidas las frutas, contribuyen hasta el 50 por ciento de su ingesta total de agua. Los adultos en Japón, que normalmente beben menos agua que los adultos en los EE. UU., también obtienen aproximadamente la mitad de su agua de los alimentos que consumen. Otras poblaciones emplean diferentes estrategias dietéticas para satisfacer sus necesidades de agua. Los pastores de Daasanach en el norte de Kenia consumen una gran cantidad de leche, que es un 87 por ciento de agua. También mastican raíces cargadas de agua.

Los mamíferos del desierto, como los camellos, tienen una variedad de adaptaciones a la escasez de agua.

Los chimpancés, nuestros parientes primates vivos más cercanos, también exhiben adaptaciones dietéticas y de comportamiento para obtener agua. Lamen rocas mojadas y usan hojas como esponjas para recolectar agua. La primatóloga Jill Pruetz de la Universidad Estatal de Texas ha descubierto que en ambientes muy cálidos, como las sabanas de Fongoli en Senegal, los chimpancés buscan refugio en cuevas frescas y buscan alimento por la noche en lugar de durante el día para minimizar el estrés por calor y conservar el agua corporal. Pero en general, los primates no humanos obtienen la mayor parte de su agua de frutas, hojas y otros alimentos.

Los seres humanos han evolucionado para usar menos agua que los chimpancés y otros simios, a pesar de nuestra mayor capacidad de sudoración, como ha demostrado una nueva investigación de Herman Pontzer de la Universidad de Duke y sus colegas. Sin embargo, nuestra mayor dependencia del agua corriente en lugar del agua de los alimentos significa que debemos trabajar duro para mantenernos hidratados. Sin embargo, la cantidad exacta de agua que es saludable difiere entre poblaciones e incluso de persona a persona. Actualmente existen dos recomendaciones diferentes para la ingesta de agua, que incluye el agua de los alimentos. El primero, de la Academia Nacional de Medicina de EE. UU., Recomienda 3,7 litros de agua al día para los hombres y 2,7 ​​litros para las mujeres, al tiempo que aconseja a las mujeres embarazadas y lactantes que aumenten su ingesta en 300 y 700 mililitros, respectivamente. El segundo, de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria, recomienda 2,5 y 2,0 litros diarios para hombres y mujeres, respectivamente, con los mismos incrementos para mujeres embarazadas y lactantes. Los hombres necesitan más agua que las mujeres porque sus cuerpos son más grandes y tienen más músculos en promedio.

Estas no son recomendaciones estrictas. Se calcularon a partir de promedios de población basados ​​en encuestas y estudios de personas en regiones específicas. Están destinados a satisfacer la mayoría de las necesidades de agua de las personas moderadamente activas y saludables que viven en entornos templados y, a menudo, con clima controlado. Algunas personas pueden necesitar más o menos agua dependiendo de factores que incluyen hábitos de vida, clima, nivel de actividad y edad.

De hecho, la ingesta de agua varía mucho incluso en lugares relativamente seguros de agua como los EE. UU. La mayoría de los hombres consumen entre 1,2 y 6,3 litros en un día determinado y las mujeres entre 1,0 y 5,1 litros. A lo largo de la evolución humana, la ingesta de agua de nuestros antepasados ​​probablemente también varió sustancialmente en función del nivel de actividad, la temperatura y la exposición al viento y la radiación solar, junto con el tamaño del cuerpo y la disponibilidad de agua.

Sin embargo, también se da el caso de que dos personas de edad y condición física similares que viven en el mismo entorno pueden consumir cantidades de agua drásticamente diferentes y ambas estar saludables, al menos a corto plazo. Tal variación puede relacionarse con experiencias de la vida temprana. Los seres humanos atraviesan un período sensible durante el desarrollo fetal que influye en muchas funciones fisiológicas, entre ellas cómo nuestros cuerpos equilibran el agua. Recibimos señales sobre nuestro entorno nutricional mientras estamos en el útero y durante la lactancia. Esta información puede influir en las necesidades de agua de la descendencia.

Los estudios experimentales han demostrado que la restricción de agua entre ratas y ovejas preñadas conduce a cambios críticos en la forma en que sus crías detectan la deshidratación corporal. Los hijos nacidos de madres privadas de agua estarán más deshidratados (es decir, su orina y sangre estarán más concentradas) que los hijos nacidos de madres no necesitadas antes de que tengan sed y busquen agua. Estos hallazgos indican que el punto de ajuste de la sensibilidad a la deshidratación se establece en el útero.

Por lo tanto, las señales de hidratación recibidas durante el desarrollo pueden determinar cuándo las personas perciben sed, así como cuánta agua beben más adelante en la vida. En cierto sentido, estas primeras experiencias preparan a la descendencia para la cantidad de agua presente en su entorno. Si una mujer embarazada se enfrenta a un entorno con escasez de agua y está crónicamente deshidratada, es posible que su hijo beba constantemente menos agua más adelante en la vida, un rasgo que se adapta a los lugares donde el agua es difícil de conseguir. Sin embargo, se necesita mucho más trabajo para probar esta teoría.

MANTENIÉNDOLO LIMPIO

Aunque las experiencias de la vida temprana pueden determinar cuánta agua bebemos sin que nos demos cuenta, la localización de fuentes seguras de agua es algo que aprendemos a hacer activamente.  Tsimane ‘buscó deliberadamente alimentos ricos en agua. En un ambiente sin agua limpia, comer en lugar de beber más agua puede proteger contra la exposición a patógenos. De hecho, mi estudio encontró que aquellos Tsimane ‘que consumían más agua de alimentos y frutas, como papayas, tenían menos probabilidades de experimentar diarrea.

Muchas sociedades han desarrollado tradiciones dietéticas que incorporan bebidas fermentadas bajas en alcohol, que pueden ser fuentes esenciales de hidratación porque la fermentación mata las bacterias. (Las bebidas que contienen mayores porcentajes de alcohol, por otro lado, aumentan la producción de orina y por lo tanto agotan las reservas de agua del cuerpo). Como otras poblaciones amazónicas, Tsimane ‘bebe una bebida fermentada llamada chicha que está hecha de yuca o mandioca. Para los hombres Tsimane ‘, consumir chicha fermentada se asoció con menores probabilidades de deshidratarse.

Obtener suficiente agua es uno de los desafíos más antiguos y urgentes de la humanidad. Quizás no sea sorprendente, entonces, que mapeamos la ubicación de las fuentes de agua en nuestra mente, ya sea una parada de descanso en una carretera, un manantial en el desierto o una planta de la jungla. Mientras observaba a Julio cortar la vid, su hijo también estaba mirando, aprendiendo dónde estaba esta importante fuente de agua. Vislumbré cómo se desarrolla este proceso a lo largo de generaciones. Al hacerlo, me di cuenta de que estar cubierto de sudor y encontrar formas de reemplazar el agua perdida es una gran parte de lo que nos hace humanos.

Contact Us