Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

octubre 30, 2012

Los tipos duros del musgo

Han ido al espacio, los han congelado, los han bombardeado con radiación, desecado y hervido... después de lo cual siguen viviendo y reproduciéndose. Son los genuinos tipos duros de la evolución.

Un tardígrado adulto.
(Foto CC de Goldstein lab, vía Wikimedia Commons)
En la mitología popular, las cucarachas son los únicos animales que sobrevivirían a una guerra nuclear y son, por tanto, los campeones de la resistencia.

No es así.

El mito, nacido de la idea de que algunas cucarachas habían sobrevivido a las explosiones nucleares de Hiroshima y Nagasaki (como sobrevivieron otros seres vivos, incluidas muchas personas, los “hibakusha”, o “gente afectada por la explosión”), fue retomado y difundido por los activistas contra las armas nucleares en las décadas de 1960 y 1970.

El Comité Científico de Naciones Unidas sobre los Efectos de la Radiación Atómica ha determinado que las cucarachas pueden soportar dosis de radiación 10 veces superiores a la que mataría a un ser humano, 10.000 rads. Pero las humildes moscas de la fruta, las drosofilas, soportan casi 64.000 rads, y la avispa Habrobracon puede sobrevivir a 180.000 rads. A nivel unicelular, la bacteria Deinococcus radiodurans queda al frente soportando 1,5 millones de rads. (Por comparación la bomba de Hiroshima emitió rayos gamma a una potencia de unos 10.000 rads, y las bombas que hoy conforman los arsenales nucleares son miles de veces más potentes.)

Pero la supervivencia a la radiación es sólo uno de los elementos que forman a lo que podríamos llamar una especie de “tipos duros”. En general, los animales sólo podemos sobrevivir en una estrecha franja de temperaturas, presión, humedad, radiación y otros factores.

El caso excepcional, los campeones de resistencia en todos estos puntos, incluida la supervivencia a la radiación son unos diminuto seres llamados tardígrados, parientes tanto de los nematodos o gusanos redondos como de los artrópodos o seres con exoesqueleto.

Estos minúsculos invertebrados, llamados también osos de agua, pueden medir entre 0,05 y 1,5 milímetros y viven en entornos acuáticos o en zonas húmedas en tierra, como los lugares donde se cría el musgo.

Los tardígrados tienen un peculiar aspecto rechoncho, con cuatro pares de patas terminadas en largas garras. Su cuerpo está recubierto por una capa de cutícula que contiene quitina, proteínas y lípidos, y que debe mudar mientras crece, a través de la cual respiran.

Estos minúsculos seres tienen una anatomía muy compleja. Cuentan con manchas oculares cuya capacidad sensorial aún está siendo estudiada, un sistema nervioso con un pequeño cerebro, un aparato digestivo y un complejo aparato bucal que junto con las garras diferencia a las más de 1.000 especies de tardígrados que se han descrito hasta la fecha, y que varían según su alimentación: bacterias, líquenes, musgos, otros animales microscópicos e incluso, en algunas especies, otros tardígrados.

Algunas especies se reproducen mediante partenogénesis cuando escasean los machos, otras son hermafroditas que se autofertilizan y las hay donde machos y hembras se reproducen sexualmente. Y están donde quiera que uno los busque: en los bosques y los océanos, en el Ecuador y en los polos, en el suelo y en los árboles (siempre que haya humedad suficiente).

Todo esto, unido a la larga vida y el corto ciclo reproductivo de estos animales y al curioso hecho de que son seres que mantienen el mismo número de células a lo largo de toda su vida, ha sido responsable de que los científicos utilicen a los tardígrados como modelos para distintos estudios experimentales.

El secreto de la resistencia de los tardígrados es su capacidad de suspender el funcionamiento de su metabolismo ante condiciones adversas, un proceso llamado criptobiosis. En él, asumen un estado altamente duradero y reducido llamado “tun”. Si el animal enfrenta temperaturas demasiado bajas, por ejemplo, al formarse el tun se induce la producción de proteínas que impiden que se formen cristales de hielo, que son los que destruyen las células. Si enfrenta una situación de falta de agua, se encoge y deja salir el agua de su cuerpo. Y si encuentra situaciones de salinidad extrema que puedan sustraerle el agua por ósmosis, también pueden formar un tun.

Suspender el metabolismo significa, para la mayoría de los seres vivos, la muerte. Los tardígrados pueden permanecer en estado de tun hasta que las condiciones normales se restablecen y pueden volver a la vida normalmente. El récord, a la fecha, lo tienen unos tunes que se recuperaron después de 120 años desecados.

Cuando están en estado de tun, pueden sobrevivir hasta 200 horas a una temperatura de –273oC , muy cerca del cero absoluto (–273,15oC9, y hasta 20 meses a –200oC, mientras que en el otro extremo soportan temperaturas de 150oC (el agua hierve a 100oC). También pueden ser sometidos a 6.000 atmósferas de presión (el punto más bajo del océano, el fondo de la fosa de las Marianas, tiene una presión de 1.000 atmósferas, aproximadamente) y soportan altísimas concentraciones de sustancias como el monóxido y dióxido de carbono o el dióxido de azufre, y altas dosis de radiación: 570.000 rads.

Todo lo cual aniquilaría sin más a todos los insectos campeones de la radiación atómica.

Por esto, en 2007, la Agencia Espacial Europea envió al espacio ejempalres de dos especies de tardígrados, en estado de tun. Como parte de la misión BIOPAN 6/Fotón-M3 y a una altura de unos 260 kilómetros sobre el nivel del mar, algunos fueron expuestos al vacío y frío espacial, y otros a una dosis de radiación ultravioleta del sol 1.000 veces mayor que la que recibimos en la superficie de la Tierra.

Los pequeños sujetos experimentales no sólo sobrevivieron, sino que al volver y rehidratarse, comieron, crecieron y se reprodujeron dando como resultado una progenie totalmente normal. Esta hazaña sólo la habían logrado algunos líquenes y bacterias, nunca un animal multicelular.

En 2011, la Agencia Espacial Italiana envió a la ISS otro experimento en el último viaje del transbordador Endeavor, donde estos tipos duros volvieron a demostrar su resistencia a la radiación ionizante.

Dado lo mucho que pueden enseñarnos sobre la vida y la supervivencia, los tardígrados son sujetos, cada tres años de una reunión internacional dedicada a su estudio... un gran simposio para unos pequeños campeones de la resistencia.

Los lentos caminantes

“Tardígrado” quiere decir “de paso lento”. El nombre lo ideó el biólogo italiano Lazaro Spallanzani (descubridor de la ecolocalización en los murciélagos) en 1776 para estos animales, que habían sido descubiertos apenas tres años antes por el zoólogo alemán Johann August Ephraim Goeze. Fue Goeze el que les puso el nombre de “osos de agua” por su aspecto y movimiento. Su incapacidad de nadar y lentitud los distinguen de otros seres acuáticos microscópicos.

2 comentarios:

Susy Derkins dijo...

Yo los amo hace años pero había muchas cosas que no sabia de ellos: conservan el mismo número de células y pueden ser partenogenéticos (um, partenogeneticAs?)! Y los ojos y y.. Gracias.

Susy Derkins dijo...

Que parece los encontraron también en el Lago Vostok...