domingo, 30 de junio de 2024

Los tardígrados, unos extremófilos entre el mundo macroscópico y el microscópico

 

Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, son organismos que han capturado la atención de científicos y entusiastas debido a su extraordinaria capacidad para sobrevivir en condiciones extremas.


  Pertenecientes al filo Tardigrada, establecido por Lázaro  Spallanzani en 1777 estos pequeños animales poseen características únicas que les permiten soportar temperaturas extremas, radiación, desecación y presión intensa. Fueron descubiertos por el zoólogo alemán Johann August Ephraim Goeze en 1773 que los llamó osos de agua. Actualmente, se consideran parte de los panartrópodos, clado de Ecdysozoa que agrupa a artrópodos, onicóforos y tardígrados.

Morfología y Anatomía

  Los tardígrados miden entre 0,05 y 1.5 milímetros de longitud, es decir, por su tamaño estos animalitos están posicionados entre los mundos macroscópico y microscópico. Presentan una morfología distintiva con cuerpos segmentados y ocho patas terminadas en garras. Su cuerpo está cubierto por una cutícula que les proporciona protección y estructura. La cutícula se muda periódicamente, similar a otros invertebrados, permitiendo el crecimiento y la regeneración.

  La anatomía interna de los tardígrados incluye un sistema digestivo simple que va desde la boca hasta el ano, y un sistema nervioso relativamente complejo con un cerebro y ganglios distribuidos a lo largo de su cuerpo. Aunque carecen de sistemas respiratorio y circulatorio complejos, los tardígrados intercambian gases directamente a través de su cutícula.

Ciclo de Vida y Reproducción

  El ciclo de vida de los tardígrados incluye varias etapas desde el huevo hasta el adulto. La reproducción puede ser sexual o asexual (partenogénesis), dependiendo de la especie. Los huevos son depositados en el entorno o dentro de la cutícula muda de la madre y se desarrollan en condiciones ambientales favorables.

  Durante su desarrollo, los tardígrados pasan por varias mudas, aumentando de tamaño en cada etapa. Pueden vivir desde varios meses hasta unos pocos años, dependiendo de las condiciones ambientales. En condiciones adversas, los tardígrados pueden entrar en un estado de criptobiosis, donde suspenden sus procesos metabólicos y se encogen en una forma deshidratada conocida como tuno.

Capacidad de Supervivencia Extrema

  Los tardígrados se han hecho famosos por su capacidad de sobrevivir en condiciones extremas que acabarían con la mayoría de los seres vivos. Esta capacidad se debe principalmente a su habilidad para entrar en criptobiosis, como ya hemos comentado más arriba, un estado de animación suspendida en el que los procesos metabólicos se detienen casi por completo. Las formas de criptobiosis que los tardígrados pueden adoptar son:

  • Anhidrobiosis: Resistencia a la desecación completa. Los tardígrados pueden perder hasta el 99% de su contenido de agua y, al rehidratarse, volver a la vida activa.
  • Criobiosis: Supervivencia a temperaturas extremadamente bajas, incluso cerca del cero absoluto.
  • Osmobiosis: Adaptación a cambios extremos en la salinidad del ambiente.
  • Anoxibiosis: Capacidad de sobrevivir en condiciones de falta de oxígeno.

  Además de estas formas de criptobiosis, los tardígrados también pueden resistir niveles letales de radiación, presiones extremas del vacío del espacio exterior y presiones elevadas en las profundidades oceánicas.

Adaptaciones Moleculares

Las adaptaciones extremas de los tardígrados están relacionadas con varias proteínas y mecanismos moleculares únicos. Las proteínas de protección tardígrada (Dsup de Damage Suppressor), por ejemplo, protegen su ADN del daño causado por radiación y desecación. Además, los tardígrados sintetizan trehalosa, un azúcar que ayuda a estabilizar las membranas celulares y las proteínas durante la desecación.

  Otra adaptación notable es la presencia de proteínas específicas de criptobiosis que forman vitrinas (una especie de vidrio biológico) que protegen las estructuras celulares y moleculares durante los estados de criptobiosis.

Ecología y Distribución

  Los tardígrados se encuentran en un gran número de hábitats, desde musgos y líquenes hasta ambientes marinos y dulceacuícolas. Son particularmente abundantes en hábitats de musgos y líquenes, donde fueron descubiertos en el s.XVIII, donde la humedad periódica les permite entrar y salir del estado de criptobiosis. También se han encontrado en ambientes extremos como profundidades marinas, desiertos, regiones polares e hidrotermales.

  Su capacidad de criptobiosis les permite dispersarse a través de medios como el viento y el agua, facilitando su colonización en diversos entornos. A pesar de su resistencia, los tardígrados prefieren ambientes húmedos donde puedan mantenerse activos y alimentarse de algas, bacterias y pequeñas partículas orgánicas.

Investigación científica y aplicaciones en astrobiología

  El estudio de los tardígrados ha proporcionado información valiosa sobre la biología de la supervivencia extrema y tiene potenciales aplicaciones en biotecnología, medicina y astrobiología. Las proteínas de protección tardígrada (Dsup) están siendo investigadas para proteger células humanas de daños por radiación, lo que podría ser útil en terapias de radiación y exploración espacial.

  En astrobiología, los tardígrados son especialmente estudiados como modelos para estudiar la vida en condiciones extraterrestres. Sus increíbles capacidades de resistencia sugieren que formas de vida mayores a las microbianas podrían existir en entornos extremos en otros planetas 

Un saludo

viernes, 31 de mayo de 2024

Nuevo genoma récord

 


  Se acaba de publicar en iScience el descubrimiento del genoma que bate el récord conocido de tamaño genómico en un ser vivo (Tmesipteris oblanceolata), un helecho que contiene la asombrosa cantidad de 160 mil millones de pares de bases en su ADN. Son 11 mil millones más que el anterior récord conocido, la planta con flores (Paris japonica), y 30 mil millones más que el pez pulmonado marmóreo (Protopterus aethiopicus), que tiene el genoma animal más grande conocido. Este genoma es 50 veces mayor que el nuestro.

  El director del estudio es Jaume Pellicer, un biólogo evolutivo del Instituto Botánico de Barcelona (España), quien también participó en el descubrimiento del anterior genoma récord (P. japonica). Y que en colaboración con científicos británicos de los reales jardines botánicos de Kew-Londres (UK) ha descubierto esta maravilla de la naturaleza.

  Este helecho es nativo de Nueva Caledonia y de los archipiélagos vecinos en el Pacífico Sur, donde es conocida como helecho tenedor. Su colosal número de pares de bases plantea preguntas sobre cómo la planta maneja su material genético ya que tan solo una pequeña proporción del ADN está compuesta de genes que codifican proteínas.

¿Por qué un organismo ha evolucionado para tener tantos pares de bases?

  Porque tener más pares de bases conlleva una mayor demanda de los elementos que componen el ADN y de energía para duplicar el genoma con cada división celular.

  Por ahora, los investigadores solo pueden especular sobre las respuestas a esta pregunta. El genoma más grande secuenciado pertenece al muérdago europeo (Viscum album), con unos 90 mil millones de pares de bases

  Descubrir formas de analizar estos gigantescos genomas podría proporcionar conocimientos cruciales sobre cómo el tamaño del genoma influye en dónde pueden crecer los organismos, cómo son capaces de prosperar en sus entornos, etc.

  Un saludo

Notas: Fernández, P. et al. iScience https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109889 (2024)

martes, 30 de abril de 2024

Eclipses, una curiosidad en el comportamiento animal

 


Durante el eclipse solar total ocurrido el pasado lunes 8 de abril del presente mes, científicos y trabajadores de varios zoológicos norteamericanos pudieron observar  cómo los animales mostraban cambios en su comportamiento habitual. Por ejemplo, en  los zoológicos de Tejas pudieron ver que algunos primates exhibieron signos de violencia y algunos de curiosidad. Y en cuanto acabó el eclipse, todo volvió a la normalidad.

 Durante el eclipse la mayoría de los animales se fueron a sus cuadras o a sus dormideros, lo habitual por la noche. Esto en especies diurnas, sin embargo, en las nocturnas como búhos se observó lo contrario y mostraron mayor actividad.

  Este comportamiento se conoce desde siempre, de hecho la primera vez que escuché hablar de ello fue cuando me lo contó mi abuela. En su día me explicó como el ganado de la casa se fue a dormir a la cuadra y cuando pasó el eclipse total todos volvieron a la actividad normal. En resumen, lo que ocurre es que los animales se comportan como si anocheciese. A algunos animales algo no les cuadra y al principio muestran signos de agresividad y curiosidad, pero al final también asumen que anochece. Luego, al volver la luz retoman su actividad como si nada hubiese pasado y esta curiosidad esos mismos animales es casi imposible que la vuelvan a sufrir durante el resto de sus vidas por lo que apenas tiene afecto biológico es sólo eso, una curiosidad para ellos y para nosotros.

 Un saludo

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