NeoFronteras

Cómo sobreviven los tardígrados a la desecación

Área: Biología,Genética — Viernes, 28 de Julio de 2017

Un estudio genético arroja luz sobre la supervivencia a la desecación de los tardígrados.

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Como ya todos sabemos, los tardígrados son unos seres que pueden resistir los ambientes extremos, incluso las condiciones espaciales.

Puede parecer un tanto paradójico que estos seres de ocho patas puedan hace esas proezas si normalmente viven la superficie acuosa de musgos. En realidad lo logran gracias a que entran en un estado de animación suspendida conocido como criptobiosis o estado anhidrobiótico. Es decir, se desecan. Pasan de tener un 85 % de agua en sus cuerpos a quedarse con tan sólo un 3 %.

En ese estado no comen, ni se reproducen y el metabolismo se reduce o cesa temporalmente. Así pueden pasar hasta 4,4 años. Sólo esperan tiempos mejores. Se cree que esta capacidad aparecería por evolución para que, al secarse su ambiente, estos animales pudieran volver a la vida cuando la humedad regresara de nuevo.

Unos investigadores japoneses consiguieron revivir unos tardígados que en ese estado llevaban 30 años congelados. También se ha demostrado que pueden sobrevivir a temperaturas que oscilan entre los –20 y los 100 grados centígrados. Incluso pueden llegar a sobrevivir a casi el cero absoluto y a 151 grados con relativo éxito. Además, pueden sobrevivir a una inmersión en alcohol o éter puros y a condiciones espaciales.

La pregunta es cómo lo consiguen. Un estudio reciente ha analizado el genoma de dos especies de tardígrados y arroja algo de luz sobre el asunto.

La mayoría de los animales no puede sobrevivir a un proceso de deshidratación tan fuerte como el que sufren los tardígrados. Básicamente, las células que se desecan pierden su integridad y son destruidas en el proceso. La membrana celular es la que no aguanta esa pérdida de agua, su estructura se mantiene gracias a esa agua y a un equilibrio perfecto, por lo que al perderse el agua se rompe la membrana.

El equipo formado por Mark Blaxter (University of Edinburgh) y Kazuharu Arakawa (Universidad Keio, Tokio) secuenció genes de las especies Hypsibius dujardini y Ramazzottius varieornatus, que sobreviven a esta desecación. Descubrieron que en ambos casos usan una proteína que mantiene la estructura celular cuando falta el agua. En un caso (R. varieornatus) esta proteína está siempre presente y en otro (H. dujardini) se sintetiza cuando vienen malos tiempos y se va a producir la desecación, proceso que lleva 24 horas. En ambos casos usan los mismos genes, pero son regulados de distinta manera.

R. varieornatus se encuentra en musgos o incluso carreteras y puede desecarse en 30 minutos, mientras que H. dujardini vive en charcas y necesita de 1 a 2 días para desecarse, que se supone que es menos de lo que necesitaría un charca cualquiera para quedarse sin agua.

En teoría, se podría explotar este tipo de propiedad en aplicaciones médicas y biotecnológicas. Así, por ejemplo, se podrían empaquetar vacunas que se puedan conservar secas y no necesiten de baja temperatura para poder conservarse o transportarse.

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Los tardígrados forman su propio filo o división filogenética, pero hay cierto debate sobre cómo colocarlos en el arbol filogenético. Tienen patas y un sistema nervioso como el de los artrópodos, pero su sistema digestivo se parece más al de un nematodo.

Este análisis genético indica que estos animales están más emparentados con los nematodos que con los artrópodos. Esto se sabe ahora gracias a los genes Hox maestros. Estos genes son los responsables de la posición de los distintos segmentos de los cuerpos de la mayoría de los animales, incluyendo vertebrados e invertebrados. Así por ejemplo, dictan dónde tiene que ir la cabeza o las patas. Los tardígrados carecen de 5 de esos genes Hox, los mismos de los que carecen los nematodos.

Seguro que en tiempo venideros los tardígrados seguirán sorprendiéndonos. Estaremos atentos.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5659

Fuentes y referencias:
Artículo original
Fotos: Eye of science.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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28 Comentarios »

  1. JavierL:

    Excelente artículo, perfecto para profundizar el anterior con una visión más amplia del tema.. gracias neo

    Sería interesante experimentar con esos genes para saber hasta que tamaño de animal se puede producir desecación.

    Quizás en un futuro podríamos dejar el perro disecado en casa en vacaciones.

  2. Dr. Thriller:

    No creo que tenga que ver con el tamaño, sino con todo el diseño metabólico. Un ser “grande” por ejemplo tendría que poder plegarse, literalmente. Por otro lado, desecados o hidratados o liofilizados, siguen siendo objetivos de cadena trófica (=comida), por tanto lo de hibernar en sus múltiples variantes está expuesto a la etología del animal en cuestión. Está claro que hibernar es mucho menos complejo, dado que la restauración de las funciones conscientes es mucho más rápida.

    Aparte que todo esto es rascar, como siempre, la pintura. Esto no explica la resistencia a las agresiones de las radiaciones duras, que deben forzosamente ser reparadas con el agravante de que al rehidratarse simultáneamente hay que ir arreglando los destrozos.

    Puestos a elucubrar, seres con otra membrana celular que no sea nuestra doble capa en mosaico fluido-lipídico es posible que puedan hidratarse y deshidratarse a placer, incluyendo zonas selectivas de su cuerpo. Como no sabemos de dónde viene la membrana original, pues eso.

    Resumiendo: vamos sabiendo el cómo, seguimos sin saber el por qué. Es posible que estas habilidades sean anteriores, evolutivamente hablando, a la aparición de predadores, dado que el estado de suspensión facilita ser comido más que lo contrario.

    Respecto al perro liofilizado, es casi más práctico inventar las cápsulas de éxtasis, es decir, que a cambio de un monumental gasto de energía el tiempo se suspenda en el interior (pues, debe estar tan lejos de conseguirse esto como otras cosas). Viene siendo un agujero negro con puerta. Para esta parida seguro que le sacamos financiación a las eléctricas, para lo de las vacunas conservadas ni a una Osigé.

  3. Tomás:

    No sé por qué habría que gastar energía para que “el tiempo se suspenda en el interior”. Cuando de dice que el tiempo se suspenda se quiere decir, en realidad, que se suspenda en cambio, las funciones, todo movimiento y eso, precisamente, no consume energía.

  4. Tomás:

    Perdón por irme del tema, pero hace un rato he oído por la radio que al día de hoy, 2-8-17, ya hemos consumido todo lo que la Tierra produce en un año. Así que, a partir de ahora, a vivir de las rentas. Y cada año esta fecha se adelanta. Esto es claramente indicativo de que tanto la población como el desarrollo y el consumismo hay que reducirlos sin remedio.

  5. NeoFronteras:

    No es vivir de las rentas, es vivir de los ahorros o, más bien, de recursos no renovables e irremplanzables. Es un camino suicida, el equivalente a arrancar los ladrillos de tu propia casa para venderlos.

    Es curioso que se defienda un trayectoria que lleve a una criticidad cada vez más sensible. La agricultura y ganadería industrial, el crecimiento exponencial de la población, la dependencia de combustibles fósiles, los transgénicos y muchas otras cosas proporcionan más bienes, pero llevan a un estado en donde cualquier problema lleva a un colapso cada vez más rápido e intenso. Simplemente hay menos margen de maniobra. Asintóticamente el colapso final es inevitable por esa vía.

    La actual economía se basa en la premisa falsa de que el sistema está fuera de la biología, la termodinámica, la ecología, la geología, la física y las matemáticas de la Tierra. Recursos no renovables y escasos están siendo derrochados. El sistema sigue porque beneficia y mucho a unos pocos.

    El único camino racional es consumir menos y ser menos.

  6. lluís:

    Para que “el tiempo se suspenda en el interior” se tiene que gastar mucha energía para poderte acelerar a velocidades lumínicas en una nave espacial, Tomás. Bueno, es una coñita marinera.

    El único camino racional es consumir menos y ser menos, dice Neo.Totalmente de acuerdo. Ser menos, muchos menos; ya implicaría consumir menos. Pero lo de ser menos va a ser muy difícil sino imposible dados los prejuicios culturales y tradicionales que se dan en muchos lugares del mundo. El otro día vi en una revista un titular sobre alguien que aseguraba que la Tierra está preparada para alimentar a nada más y nada menos que a TRENTA Y CINCO MIL MILLONES de habitantes. Me pareció una idiotez tan monumental que ni siquiera leí los argumentos del pollo. Hay que estar como un cencerro para decir cosas tan absurdas.

    En cuanto a los tardigrados, han dado ya tantas sorpresas que no se me ocurre qué más sorpresas nos pueden deparar. Simpáticos animalitos, ojalá pudieramos nosotros “anhidrobiotizarnos”, los calores y las sequías extremas parecen ser cada vez peores.

  7. NeoFronteras:

    Precisamente. Asumamos que eso de los 35000 millones cierto (que no lo es). ¿Qué pasa al día siguiente con el +1?

  8. Miguel Ángel:

    Muy querido Lluís:

    Mi más sincera aplauso por denunciar a él/los irresponsables, y un fuerte abrazo.

  9. Tomás:

    Resulta evidente que ese “vivir de las rentas” de mi 4 es humor siniestro. Neo se pone serio y describe en detalle. Naturalmente estoy de acuerdo.

  10. petrus:

    Si no lo entiendo mal, desde esa fecha fatídica hasta fin de año estamos viviendo de los recursos ahorrados de años anteriores. Como quien dice, echando mano de los ahorros para llegar a fin de año, lo que supone que en unos años se terminarán… y a pasar hambre. Pero de eso no se dan cuenta más que unos cuantos, mientras el resto viven felices confiando en que la Tierra puede alimentar a muchos billones de personas ( según sus cálculos).
    Sin embargo, y pido perdón por ser, por una vez, optimista,sí que creo que la Tierra está mal explotada y que, si se hiciera convenientemente ( no me preguntéis cómo) se podría alimentar a bastante gente más. Y que la Tecnología permitiría producir recursos en cantidades casi ilimitadas en caso de necesidad al modo que ya hacemos con las granjas marinas, viveros, por ejemplo… o simplemente imitando en industrias alimentarias los procesos de generación bioquímica de los alimentos naturales a partir de las moléculas básicas. Pero eso exigiría una humanidad mucho más y mejor organizada, con mejor formación científica y humana y seguramente ética y moral.
    El tiempo lo dirá.

  11. lluís:

    “recursos en cantidades casi ilimitadas”.Pues la verdad no se me ocurre cómo. Lo primero que te enseñan cuando entras en económicas, es precisamente que los recursos son limitados. Extensas áreas del planeta son ya tierras infértilas,por mucho que las abones, ya no rinden, los mares están esquilmados. Y el dinero para emprender extraordinarias aventuras “productivas” es también limitado. ¿Plantas y más plantas industriales en plan laboratorio para producir alimentos? ¿ Y de dónde sale tanta energía? ¿ y los residuos?. Francamente no lo veo nada claro.

  12. Tomás:

    Estimado “petrus”:
    He pensado una historia más semejante a lo que sucede en la Tierra: imagina que heredas una cantidad A. Por otra parte ganas, cada año b, y por otra consumes un c>b. Está claro que habrás de ir consumiendo c-b procedente de A hasta el final de este. Sin embargo la obligación moral de cada generación debería ser dejar a la siguiente ese A intacto; por el contrario, con la dinámica que he expuesto no quedará nada.

    En cuanto a tu optimismo, no puedo compartirlo porque no tiene sentido. Como te dice Lluís, los recursos son limitados y, por mucha tecnología que mejores, de donde no hay, no se puede sacar. Como dices, habrá que recurrir a granjas, piscifactorías, etc., pero son muy polucionantes, Como ocurrió en la isla de Pascua -ejemplo idóneo-, cada vez, los animales que comamos irán siendo menores conforme el consumo aumente con la población y esa ideología que conlleva el que la tecnología nos salvará; de momento ta estamos comiendo moscas a través de la harina que con ellas se hace para alimentar a peces y, supongo, cerdos.
    Saludos.

  13. petrus:

    Ni es solo optimismo ni solo fe en la tecnología sino más bien confianza en la capacidad de la inteligencia para superar limitaciones. Así, por ejemplo, con solo agua y luz ( energía fotovoltaica) se podría fabricar combustible, H2, en cantidades fabulosas. Con O, C y H, si conseguimos imitar la funcion clorofílica y mejorarla, podríamos fabricar directamente hidratos de carbono, y con otros elementos químicos abundantes, proteínas, enzimas, … La limitación viene de la entropía, pero si supiéramos cómo eliminar desechos, arrojándolos al sol, por ejemplo , y traer a la Tierra elementos químicos de otros mundos, luna, marte, o del subsuelo profundo … en fin, que con una tecnología adecuada, sí que sería posible organizar la producción más allá de las limitaciones ordinarias presentes y durante muchos siglos más , los suficientes para aprender cómo largarnos cuando el sol termine dándose cuenta de lo que le estaremos haciendo. Claro que con la Tecnología actual todo eso pertenece a la ciencia ficción o al siglo XXII. Pensemos en cosas como la esfera de Dyson u otras ficciones, que dejan de serlo de pronto cuando un Einstein descubre cómo lograrlo. Ese mundo sería una inmensa factoría rodeada de áreas de viviendas y servicios y el resto áreas vírgenes turísticas que antes fueron agrícolas. Seamos optimistas, por lo menos un poquito, antes de perecer de inanición galopante ( y depresión acelerada ) …

  14. Tomás:

    Admirado Neo: He tenido la infausta sorpresa de que una persona que conoce mis ideas sobre las causas y el futuro referido a nuestra biosfera, me recomendase un vídeo que solo con su título tendencioso ya se autocalifica; luego sigue con freses como “Todo este tema apesta”. No lo identifico por respeto a las normas, pero, como quienes por aquí pululamos estamos curados contra negacionismos, sí te agradecería opinases sobre los argumentos que podrían considerarse científicos. En los primeros casos hablan de la maravilla de que, con más calor, en el Periodo Cálido Medieval se pudiera cultivar la vid creo que en el norte de Inglaterra, pero no dice que sucedía en la zona ecuatorial, solo da la coincidencia de mayor temperatura, mayor prosperidad económica. Como tal argumento me parece penoso, no me preocupa. En otros casos dice que si los modelos son correctos, la mayor temperatura debiera situarse a unos diez km de altura sobre el ecuador. Pero si la atmósfera es prácticamente transparente a la radiación solar, lo que se calienta realmente es la superficie y ésta calienta las capas más bajas por contacto. Bien que ello hace que el aire caliente suba, pero ello implica una expansión y, por tanto, un enfriamiento solo por eso. Por último, la única parte que pretende ser científica son unos gráficos obtenidos a partir de muestras de hielo en los que asegura que las curvas de incremento de temperatura y de CO2 se corresponden, pero arguye que el calentamiento fue previo al aumento del CO2 en 800 años -se refiere al hielo en Vostok-. Concluye de esto que la temperatura determina el CO2 de los 800 años posteriores y no al contrario. Sitúa esta prueba hace 237000 años, pero me pregunto si se puede alcanzar tal precisión. Además habría que ver que sucedía en otros lugares. En general acusa al IPCC de servirse del CC para obtener dinero de la ONU, que cifra unas veces en 170 millones, otras en 2000 y hasta en 4000. Pero no cita que el gran dinero está en el petróleo, que mueve del orden de 1,3 billones de $/año, mientras que el presupuesto de la ONU ha sido de 5400 millones para los dos años 2015 Y 2016. Se sirve de personas que han abandonado Greenpeace por “honestidad”.
    Lo malo es que ese absurdo vídeo dura casi dos horas y sé que tu tiempo está muy lleno.
    En fin, tú verás si merece la pena rebatirlo mejor que yo.
    Mi más cordial saludo.

  15. Tomás:

    Pero querido “petrus”, no seas tan superoptimista. Si conseguimos tal, si logramos cual… al final podremos escapar a… ¿donde?, ¿cuantos?, ¿con qué seguridad de alcanzar un lugar habitable? Venga hombre, que las cosas no son así.
    Ala, consuélate con el abrazo que te envío.

  16. JavierL:

    Pettus, pero el problema es que seguimos gastando los ahorros con la esperanza que el futuro la tecnología nos salve. Nos brinde, por decir, un mayor ingreso.

    Pero lo único sensato es no gastar esos ahorros y gastar de más solo cuando tengamos esa tecnología.

    Existe el riesgo que esa tecnología nunca llegue o que llegue cuando no tengamos ahorros y se reduzca la población con sed hambre o guerra. Quizás luego de la tragedia no tengamos infraestructura para lograr desarrollarla.

    Por mi cual ahora misma urge una reducción en la población del planeta. Adecuada y ordenada, La población puede volver a subir cuando tengamos tecnologías como la que mencionas.

  17. Tomás:

    Perdón, Neo:
    Veo que en mi 14 me escrito alguna incorrección. Debería haber razonado así: el terreno se calienta por la acción solar. La superficie, por contacto y por radiación infrarroja, calienta el aire que se dilata por ello y esto le hace ascender. Al ascender, por una parte también disminuye la presión que soporta lo que tiende a dilatarlo y por otra, al dilatarse se enfría, lo que le llevaría a comprimirse, todo ello hasta alcanzar una altura de equilibrio donde la ascensión cesa. Bueno, creo que así está un poco mejor.

  18. petrus:

    No os equivoquéis , queridos contertulios. Petrus no es tan optimista como parece , conociendo un poquito, como cree conocer, la naturaleza humana. Por eso, a pesar de ese presunto optimismo termina describiendo un final más bien prosaico, la inanición galopante y la depresión acelerada…
    De todos modos, tengo un amigo que es un exitoso técnico cultivador de tomates y diversas verduras en su terraza, y así, en caso de apuro, tal vez fuera uno de los últimos en morir de hambre ( el penúltimo sería el ladrón de terrazas y el último, el tardígrado ). Saludos.

  19. Miguel Ángel:

    Queridísimo Tomás:

    Pues otro similar al que denunciaba Lluís. Muy bien no huele, desde luego.

    Abrazos desde el sureste.

  20. Tomás:

    Querido Miguel Ángel:
    Ya le llamé y le dije que podía demostrarle que el CO2 era un gas de efecto invernadero cuando quisiera, simplemente poniendo carbónico en un frasco y el otro aire sin más, aunque mejor seco, y un termómetro en cada uno, lo que no es nada difícil. Y luego le expliqué los problemas de la superpoblación, del superconsumo, del empobrecimiento de los mares, de que ya estamos comiendo plástico y que ese “alimento” aumente es solo cuestión de tiempo y sin tener estudios que nos orienten sobre sus efectos; de la acidificación de los océanos, de que comprar voluntades es más fácil cuanto más dinero hay en juego. Parece que lo convencí, aunque me molesta no saber si ese retraso de 800 años es cierto o qué explicación pudiera tener.
    Un fuerte abrazo.

  21. Miguel Ángel:

    Volviendo a los tardígrados, estaba pensando que los 4 años y pico que resisten la desecación supondría que tampoco podrían hacer viajes más largos en el espacio…a menos que viajen congelados en hielo, cosa que también resisten, así como las temperaturas altas que se puedan dar durante el choque que los eyectase al espacio, en un hipotético caso de pasnpermia.
    En cualquier caso, de largo son los mejores candidatos entre los pluricelulares para postularse como cosmonautas.

  22. Miguel Ángel:

    Perdón, debería haber dicho “temperaturas un poco más altas que otros pluricelulares”. Se me ha ido la especie.

  23. Tomás:

    Pero, ¿acaso propones poblar un planeta o satélite empezando por ellos?

  24. Miguel Ángel:

    Más bien de que fuesen eyectados por el impacto de un asteroide. Para que se alimentasen tendrían que llegar también esporas de musgos, que son las primeras -que no sé que tal resisten al viaje espacial-, junto con un cóctel de microorganismos que eligiésemos.
    Pero me acabo de dar cuenta de que no he entendido bien la noticia, porque explican que:

    “Como ya todos sabemos, los tardígrados son unos seres que pueden resistir los ambientes extremos, incluso las condiciones espaciales.
    Puede parecer un tanto paradójico que estos seres de ocho patas puedan hace esas proezas si normalmente viven la superficie acuosa de musgos. En realidad lo logran gracias a que entran en un estado de animación suspendida conocido como criptobiosis o estado anhidrobiótico. Es decir, se desecan”.

    …y, si solo se pueden permanecer 4.4 años, ahí tenemos ya un factor limitante. Además, me temo que no podría llegar ni siquiera a alfa Centauri: para que llegasen en menos de 4.4 años tendría que ser estar entre los fragmentos de roca que salen disparados a velocidades muy altas, y eso supone más fuerza g y más temperatura. La cosa se complica.

  25. Miguel Ángel:

    ¡Un momento!, ¡otra bobada que acabo de decir!: en 4.4 años a alfa Centauri va a ser un poco deprisa.

  26. Miguel Ángel:

    Por otra parte, si planteamos sembrar un exoplaneta próximo una vez descartada la presencia de vida SOLO CON UNICELULARES, ten en cuenta que podría pasar lo que aquí: que hubiese que esperar unos cientos de millones de años a que aparezcan pluricelulares.
    Así que, si lo que queremos es llevar pluricelulares, una combinación de musgos y tardígrados parece muy interesante en principio, porque los musgos son, junto con los líquenes los primeros que pueden colonizar algo que esté previamente inerte. Si bien otro aspecto muy importante es si necesitan algún unicelular que empiece a meteorizar la roca.

  27. Miguel Ángel:

    ¡Buff!, pero me estoy olvidando de otro aspecto: una cosa es que los tardígrados aguanten pasar las de Caín y otra que, una vez dejen de estar en suspensión no necesiten oxígeno, algo de lo que nos dispondrían en el nuevo hogar. De modo que solo serían planteables en una segunda fase, después de sembrar los unicelulares que, a tenor de lo anterior, deben empezar siendo anaerobios también.
    Pero los musgos sí que se podrían llevar en una primera fase, y los líquenes también. Y también podríamos llevar algas en una primera fase.
    Bueno, mejor lo dejo, que ya llevo cuatro seguidos y alguna que otra metedura de pata.

  28. Tomás:

    En tu tercera línea, en vez de “… nos dispondrían…”, parece evidente que es un error y sobra la “s”.
    Tienes toda la razón en cuanto dices. Si nunca tuvieran oxígeno, de nada les valdrían sus capacidades.
    Un fuerte abrazo.

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