La vida de los extremófilos, sobrevivientes de ambientes hostiles

Escarabajos con sangre anticongelante, hormigas que corren a toda velocidad sobre arena ardiente y arañas que viven en lo alto del Monte Everest.

Estas increíbles criaturas son los extremófilos: animales que sobreviven en las condiciones más inhóspitas de la Tierra, y a veces incluso más allá.

Los científicos están sorprendidos por la capacidad de supervivencia de este grupo variopinto y actualmente están investigando sus adaptaciones particulares para averiguar si pueden ser transferidas a nuestra propia especie.

En el norte de Alaska, el escarabajo rojo de corteza plana (Cucujus clavipes) sobrevive a las condiciones árticas utilizando un cóctel de sustancias químicas internas.

La formación de cristales de hielo en sus fluidos internos es la mayor amenaza para su supervivencia, pero el escarabajo produce proteínas anticongelantes que detienen la agrupación de moléculas de agua.

También fortalecen su sangre con altas concentraciones de glicerol, lo que significa que el agua en su cuerpo no forma los cristales de hielo letales para cualquier otra especie, incluso a temperaturas mucho menos extremas.

El profesor John Duman de la Universidad de Notre Dame, en Indiana, EE.UU. ha documentado ejemplos de larvas que sobreviven a temperaturas de -150º C, para las cuales las proteínas anticongelantes no sería suficiente por sí solas.

Duman explicó que lo que hace a estos escarabajos inusuales en comparación con especies similares es que sus tejidos internos se deshidratan deliberadamente cuando bajan las temperaturas.

Esto concentra varios pliegues de anticongelantes, de manera que si se exponen a temperaturas muy bajas, el agua de su cuerpo se vitrifica [forma una sustancia similar al vidrio] en lugar de congelarse, le dice Duman a la BBC.

Entonces, ¿por qué los escarabajos rojos de corteza plana viven en estas condiciones? Es el caso de cualquier organismo capaz de adaptarse a ambientes extremos de cualquier tipo: baja temperatura, alta temperatura, escasez de oxígeno, ambientes contaminados, explicó el profesor Duman.

La competencia con otras especies es muy reducida, porque la mayoría de las especies simplemente no puede vivir en condiciones tan extremas.

Esta es la principal razón de por qué los extremófilos se desarrollan en ambientes hostiles: están explotando un nicho ecológico para los que fueron sumamente bien adaptado, con poca o nula competencia dentro del mismo.

Duman asegura que las proteínas anticongelantes del escarabajo rojo de corteza plana están siendo investigadas para posibles aplicaciones en la criopreservación y la agricultura.

CALOR Y ALTURA AL LÍMITE Mientras que el escarabajo rojo de corteza plana se ha adaptado al frío extremo, hay otras especies que prosperan en el calor abrasador.

Las hormigas del desierto del Sahara son algunas de las especies más tolerantes al calor en el mundo.

La hormiga del desierto del Sahara (Cataglyphis bicolor) deliberadamente sale en el momento más caliente en el día, cuando las temperaturas superficiales bordean los 60º C, limitando las actividades de sus depredadores.

Las hormigas recogen los cadáveres de insectos que han muerto por la exposición al calor y aunque están físicamente desarrolladas para resistir las altas temperaturas, igual podrían morir en cuestión de minutos, a causa de la exposición al calor.

Sobreviven porque sólo lo hacen por períodos cortos. Tienen piernas largas y se mueven rápidamente, con el menor contacto con la arena posible, para detener la acumulación de calor en sus cuerpos.

Encontrar comida en un ambiente que no es compatible con la vida es una dificultad experimentada también por la araña saltarina del Himalaya (Euophrys omnisuperstes), que vive a alturas de hasta 6.700 metros: más alto que cualquier otra especie.

Pero, si no hay ninguna otra especie a esa altura, ¿cómo cazan? El ambiente resuelve este problema logístico: el viento sopla insectos congelados hasta la montaña, los cuales son atrapados por la araña.

AL INFINITO ¿Y MÁS ALLÁ? Mientras que la adaptación a un hábitat único –y extremadamente duro- es impresionante, hay especies que pueden sobrevivir incluso más allá: los extraños polyextremophiles.

Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, son animales pequeños, de ocho patas que pueden sobrevivir a condiciones extremas de calor y frío, presión baja y altos niveles de radiación.

Incluso han sobrevivido a la exposición al espacio. Después de eso, son los campeones indiscutibles de ambientes extremos.

Ingemar Jonsson, profesor asociado de la Universidad de Kristianstad, es un especialista en tardígrados.

Al preguntarle cuál diría él que es su habilidad más impresionante, el profesor dice: Su capacidad para deshidratarse completamente cuando las condiciones del entorno se secan, y permanecer en ese estado sin ningún tipo de metabolismo durante muchos años o incluso décadas, es claramente notable.

La forma en que los tardígrados se secan, sin embargo, sigue siendo un misterio.

Sabemos que el animal debe de alguna manera evitar que sus estructuras celulares básicas se colapsen cuando el agua se retira, y reparar el daño que se presente, pero cómo se hace esto no está claro, explica Jonsson.

Al igual que los escarabajos rojos de corteza plana, la deshidratación evita que los tardígrados se congelen cuando la temperatura es baja, ya que sus células disecadas están a salvo de la formación de cristales de hielo.

En diciembre de 2012, los investigadores reportaron observaciones de tardígrados que pueden sobrevivir a una temperatura justo antes de alcanzar el cero absoluto –la temperatura teórica más baja posible-, de menos de -270º C.

También tienen una sorprendente resistencia a la radiación: son capaces de sobrevivir a una exposición radiactiva mil veces mayor que la que sería mortal para los seres humanos. Una vez más, esto se debe a su notable talento curativo.

Creemos que la capacidad de reparar el ADN dañado es uno de los principales componentes de este sistema, dijo el profesor Jonsson, cuyos estudios recientes se han centrado en estos mecanismos.

Descubrir cómo funcionan sería un gran avance para nuestro conocimiento sobre los tardígrados, pero también sería de gran interés para muchos otros campos de la biología y la medicina, donde la reparación del ADN juegan un papel fundamental.

Si bien la comprensión de estas criaturas contiene un valor intrínseco, la investigación sobre cómo los extremófilos sobreviven en las partes supuestamente más inhóspitas de nuestro universo puede ser beneficiosa también para los humanos.