NATURALEZA

Los tardígrados sobreviven a las duras condiciones y casi mueren. Así es cómo

Cuando los tiempos se ponen difíciles, los pequeños tardígrados tienen una manera especial de sobrellevarlos. Entran en un estado latente. Pero no ha quedado claro cómo estos bichos activan y desactivan ese superpoder. Ahora, los investigadores tienen una respuesta: un sensor molecular les dice a los tardígrados que es hora de endurecerse.

Los tardígrados son animales microscópicos de ocho patas. También llamados osos de agua o lechones de musgo, son famosos por su apariencia extraña y su capacidad para sobrevivir a casi cualquier cosa. Congelación. La desecación. Rayos X. Incluso viajes al espacio. Cuando es necesario, los tardígrados se enroscan formando una bola llamada tun. Encogen las piernas, se deshacen de toda el agua y convierten sus entrañas en vidrio.

Este es un tardígrado nadando en el agua, visto a través de un microscopio óptico. Los tardígrados sólo pueden estar activos en el agua. Aquellos que viven en musgos, líquenes o tierra tienen que sobrevivir a largos períodos de sequía.Robert Pickett/Documental Corbis/GETTY IMAGES

Cuando esto sucede, las funciones normales de su cuerpo se ralentizan hasta casi paralizarse. En ese estado, los tardígrados pueden soportar todo tipo de condiciones extremas.

Pero ha quedado una pregunta abierta sobre qué desencadena que los tardígrados entren o salgan de su estado tun. Por fin, los investigadores identificaron un cambio químico que se produce dentro de las proteínas del animal. Describieron el hallazgo el 17 de enero en Más uno.

El proyecto surgió “por capricho”, dice Derrick Kolling. Es químico de la Universidad Marshall en Huntington, Virginia Occidental. Su equipo había estado estudiando cómo las algas se recuperan del daño y el estrés. Los tardígrados son campeones a la hora de lidiar con el estrés. Por lo tanto, estudiarlos podría mostrar cómo ayudar a las algas estresadas.

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Además, «teníamos curiosidad por los tardígrados», dice Kolling. «Han aparecido bastante en las noticias». Entonces le dijo a su laboratorio: “los tardígrados son fáciles de conseguir. Consigamos algunos y pongámoslos en un instrumento que tenemos aquí”.

Ese instrumento se utilizaba para estudiar electrones desapareados en átomos y moléculas. Los electrones suelen existir en pares. Los electrones desapareados pueden hacer que un átomo o una molécula sean inestables. Esto se debe a que a los electrones desapareados les gusta reaccionar con otras moléculas. Es posible que haya oído hablar de sustancias químicas llamadas radicales libres u oxidantes.

Los investigadores analizaron tardígrados con el instrumento. Cuando los animales entraron en estado tun, sus niveles de superóxidos (un tipo de oxidante) se dispararon. Los superóxidos son moléculas de oxígeno que albergan un electrón adicional. Ese electrón extra prepara a los superóxidos para reaccionar con otros átomos y moléculas. A menudo, estas reacciones dañan las proteínas y otras partes de las células.

Pero los superóxidos también se pueden utilizar para enviar señales, afirma Leslie Hicks. Es química en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill. Su laboratorio se asoció con el de Kolling para estudiar los tardígrados.

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Situaciones estresantes

Decidieron estresar a los tardígrados y observar lo que pasaba. Usaron el químico peróxido de hidrógeno, o H2oh2. Es muy bueno para robar electrones de otras moléculas, un proceso llamado oxidación. Los osos de agua normalmente no se encontrarían con H2oh2por lo que fue una buena prueba de estrés general.

una imagen microscópica de un tardígrado seco, que se asemeja a una bola arrugada
Un tardígrado seco también se llama «tun», una palabra alemana para un barril que se utiliza para almacenar vino. Esta imagen de un tun fue capturada a través de un microscopio electrónico de barrido.M. Czerneková et al/MÁS UNO 2018 (CC POR 4.0)

«Arrojemos peróxido de hidrógeno a los osos y veamos si pueden formar túneles como resultado de ese estrés», recuerda Hicks haber dicho. El equipo expuso osos de agua a diferentes mezclas de agua y H2oh2. Efectivamente, estas mezclas provocaron que los tardígrados entraran en modo tun. Al quitar el peróxido de hidrógeno, los osos de agua volvieron a despertarse.

Eso demostró que la oxidación era una señal importante para entrar y salir del estado tun.

A continuación, Hicks y su equipo exploraron qué molécula se estaba oxidando. La cisteína (SIS-teen) es un aminoácido, uno de los 21 que forman las proteínas de los seres vivos. Y este aminoácido parecía importante, según mostraron sus pruebas. Productos químicos oxidantes como H2oh2 puede cambiar la cisteína. Esos cambios, a su vez, pueden alterar la estructura y actividad de cualquier proteína de la que forme parte.

La cisteína para llevar a casa

El equipo de Hicks intentó estresar a los tardígrados con demasiada sal o azúcar. Al mismo tiempo, los investigadores bloquearon la oxidación de la cisteína. Ahora los animales no podían formar túneles.

Y al no poder oxidar la cisteína, los tardígrados tampoco pudieron sobrevivir a la congelación.

Pero los tardígrados no forman túneles cuando se congelan. Esto significa que la oxidación de la cisteína puede ser clave para todas sus tácticas de supervivencia, dice Hicks.

Kazuharu Arakawa estudia tardígrados en la Universidad Keio en Fujisawa, Japón. Algunos tardígrados pueden tolerar el secado sin formar túneles. Arakawa se pregunta si esas especies también necesitan oxidación para sobrevivir. El grupo de Hicks no probó el secado en este estudio, señala.

El trabajo del grupo de Hicks ayuda a explicar algunas cosas sobre la biología de los osos de agua, afirma Hans Ramløv. Es fisiólogo comparativo en la Universidad de Roskilde en Dinamarca. No participó en el nuevo estudio. Las actividades corporales de los tardígrados se activan a un ritmo elevado cuando termina su estado tun. Es posible que necesiten energía adicional para revertir la oxidación de la cisteína, sugiere ahora. También podrían necesitarlo para reparar los daños causados ​​por la oxidación.

Los datos de cisteína también pueden ayudar a guiar los estudios de otras criaturas que entran en animación suspendida. Es entonces cuando las actividades químicas del cuerpo, o el metabolismo, descienden a nada y los animales están prácticamente muertos.

Pero queda una gran pregunta, señala Ramløv. “Obviamente esto no explica cómo se puede detener el metabolismo y morir. [then] reiniciar el metabolismo y vivir”.

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