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En la ficción, un zombi es una criatura muerta que, técnicamente, no lo está. Esto contradice la ciencia, ya que es imposible estar muerto y caminar al mismo tiempo, así que debemos dejar de lado el escepticismo y aceptar la idea de que algo, de alguna manera, reanimó el cadáver y le permitió funcionar.
En la vida real, la línea entre la vida y la muerte se difumina. Todos hemos oído hablar de hormigas zombis y otros insectos infectados con un hongo que los mata pero les permite seguir moviéndose. Pero eso no es lo único que hay que tener en cuenta. La criptobiosis se sitúa al borde de la vida y la muerte, y puede resultar muy confusa si se tienen ideas preconcebidas sobre lo que significan la vida y la muerte.
Un equipo de científicos que realizaba perforaciones cerca de la Antártida descubrió musgo antiguo de hace 1500 años en el hielo que estaban analizando. Todo lo que ha estado en el hielo durante 1500 años está muerto, ¿verdad? No todo.
Se han descubierto organismos unicelulares, como bacterias, en depósitos de hielo de entre 100.000 y 8 millones de años de antigüedad. Estas bacterias han revivido y seguido creciendo, aunque quizás no con la misma intensidad que las más recientes.
Pero el musgo que encontraron resultó ser mucho más complejo que una bacteria. Era un organismo multicelular. Sin embargo, el equipo logró revivirlo. Comenzó a crecer de nuevo, lo que despertó la esperanza de que incluso musgos más antiguos, algunos de hasta 6000 años de antigüedad, puedan revivir.
Este es un ejemplo de criptobiosis. Un estado de inactividad extrema o animación suspendida en el que prácticamente todas las funciones metabólicas cesan. Esto suele ocurrir en condiciones extremadamente desfavorables, como la congelación en la Antártida, y es un último intento por preservar la vida. En algunos casos, puede persistir incluso en las condiciones más extremas durante periodos muy prolongados.
¿Cómo funciona esto?
Como ya hemos mencionado, la congelación puede provocar criptobiosis, pero no es la única causa. Por ejemplo, ¿has probado alguna vez los "sea monkeys"? Los "sea monkeys" son artemias, y ese pequeño paquete de polvo que añades al agua y revuelves para convertirlos en "sea monkeys" son, en realidad, huevos de artemia deshidratados.
Los huevos de Artemia son extremadamente resistentes y pueden sobrevivir a la criptobiosis cuando se desecan, en ambientes extremadamente salinos o en ambientes completamente desprovistos de oxígeno.
Organismos como los rotíferos, los tardígrados, las semillas, algunos tipos de huevos de peces y las levaduras son susceptibles a la criptobiosis en una u otra forma. Incluso algunos insectos pueden sobrevivir a ella.
Normalmente, todo organismo vivo posee algún tipo de metabolismo necesario para su supervivencia. Necesita producir energía químicamente: mediante la fotosíntesis, la digestión o procesos similares. Sin embargo, en la criptobiosis, el metabolismo prácticamente cesa, por lo que el organismo ya no necesita esta energía para sobrevivir hasta que las condiciones sean más favorables para la vida y pueda renacer.
Para que un organismo se recupere, deben darse las condiciones ideales, como cuando se colocan huevos de artemia en agua para que eclosionen los monos marinos. Si las condiciones no mejoran, el organismo puede morir. No todos pueden vivir tanto como ese musgo en el hielo. Algunos pueden vivir meses, otros incluso varios años, pero rara vez los organismos complejos sobreviven más tiempo. Por ejemplo, el camarón galgo puede vivir 25 años en criptobiosis. ¿Y los tardígrados? Son aún más asombrosos.
Supervivencia de los tardígrados
Los tardígrados se encuentran entre las criaturas más asombrosas de la Tierra. Son capaces de sobrevivir en las condiciones más extremas, y la crobiosis es parte del secreto de su supervivencia.
Los tardígrados pueden sobrevivir en el vacío del espacio. En 2007, Rusia lanzó 3000 de ellos al espacio y los dejó allí durante 10 días. De estos, 681 tardígrados (TP3T) sobrevivieron al ambiente sin oxígeno y a la exposición a la radiación cósmica, y todos dieron a luz crías sanas.
Otros tardígrados fueron expuestos a dosis 1000 veces superiores a la dosis letal para los humanos. Estas diminutas criaturas produjeron pigmentos llamados betalaínas, que neutralizaron el daño por radiación. Al ser inyectadas en humanos, estas betalaínas también les proporcionaron una mayor resistencia a la radiación.
En cuanto a temperaturas extremas, los tardígrados estuvieron expuestos a temperaturas tan bajas como 0,05 Kelvin, apenas superiores al cero absoluto (-272,95 grados Celsius), y tan altas como 150 grados Celsius. Pasaron 30 años en un congelador y soportaron presiones de 40 000 kilopascales.
A pesar de la aparente resistencia de estas diminutas criaturas, necesitan agua para sobrevivir. Si se las saca del agua, se deshidratan y se transforman en un estado criptobiótico. Este estado les permite sobrevivir al frío extremo, al calor, a la presión, a la radiación e incluso al paso del tiempo.
En un estado normal y saludable, un tardígrado puede vivir desde 8 meses hasta varios años. Pero en criptobiosis, puede vivir más de un siglo.
Anteriormente, los científicos creían que los tardígrados sobrevivían a las condiciones criptobióticas gracias al azúcar trehalosa. Otros organismos, al deshidratarse, producen trehalosa para sobrevivir. Sin embargo, los tardígrados producen muy poca o ninguna. En cambio, poseen genes y proteínas específicos que les permiten soportar las condiciones extremas que encuentran en entornos criptobióticos. Estas proteínas forman una sustancia vítrea dentro de las células del tardígrado, lo que les permite sobrevivir en estado de deshidratación. El mecanismo completo aún es un misterio, pero esta es solo una parte de la explicación.
Los tardígrados son únicos porque sobreviven en diferentes condiciones extremas de distintas maneras. La criptobiosis es un término general. Por ejemplo, cuando se exponen a frío extremo, un tardígrado sobrevive mediante criobiosis. ¿Y cuando no hay agua? Eso es anhidrobiosis. ¿Y si se exponen a un ambiente extremadamente salado? Eso es osmobiosis.
Los distintos tipos de criptobiosis afectan a los tardígrados de manera diferente, lo que significa que cada mecanismo implica funciones distintas. Es necesario estudiar cada uno individualmente para comprender su funcionamiento. Si bien las estructuras de biovidrio pueden mantener su viabilidad durante la anhidrobiosis, la criobiósis podría implicar la producción de una especie de anticongelante biológico, una sustancia que impide la congelación del citoplasma o que incluso modifica el tipo de cristales de hielo que se forman en las células, permitiéndoles adoptar un estado que posibilita la recuperación segura del tardígrado.
Teniendo en cuenta lo que los tardígrados pueden sobrevivir, es razonable preguntarse si algo puede matar a una criatura en estado de criptobiosis, o si estos organismos son efectivamente inmortales.
Inmortalidad
Los rotíferos son organismos microscópicos que viven en agua dulce. Son sorprendentemente resistentes, aunque no tanto como los tardígrados. Sin embargo, un rotífero que había sobrevivido 24 000 años de criptobiosis fue revivido. A pesar de su pequeño tamaño, poseen cerebro, músculos y numerosas células. Antes del descubrimiento de este rotífero, se creía que solo podían sobrevivir unos diez años en criptobiosis.
Los nematodos son un tipo de gusano redondo. Se han identificado más de 30 000 especies, pero se cree que podrían existir millones. Al menos una especie de nematodo quedó congelada en el hielo ártico durante el Pleistoceno y revivió en la actualidad, 46 000 años después. ¿Cómo lo hizo? De la misma manera que creíamos que lo hacían los tardígrados.
El nematodo regula la producción de un azúcar llamado trehalosa. Este protege las membranas celulares y permite que el organismo sobreviva en condiciones de frío extremo prácticamente de forma indefinida.
Básicamente, el azúcar reemplaza el agua en cualquier membrana, haciendo que parezca hidratada porque su forma se mantiene aunque ya no contenga agua.
Los tardígrados pueden vivir alrededor de un siglo en criptobiosis. Hemos oído hablar de musgos que vivieron 1500 años, pero el récord actual de longevidad pertenece a los nematodos.
Cuarenta y seis mil años es sin duda mucho tiempo para que algo sobreviva. Pero recordemos que un nematodo es un organismo bastante complejo comparado con una bacteria unicelular. Y ya hemos visto que algunas bacterias pueden sobrevivir potencialmente durante millones de años. Si te preguntas qué bacterias hemos descubierto que son las más longevas, quizás deberías considerar a la abeja humilde.
Los científicos han descubierto una abeja conservada en ámbar, con mucho estilo. «Parque Jurásico» . Se estima que la abeja tiene entre 25 y 40 millones de años. No, la abeja no resucitó, pero su estómago contenía bacterias que sobrevivieron a la terrible experiencia gracias a la criptobiosis. Los científicos lograron revivirla, convirtiéndola en el organismo vivo más antiguo de la Tierra.
En condiciones favorables, estos organismos pueden sobrevivir en criptobiosis durante periodos extremadamente largos, pero no son inmortales. Más de 301 tardígrados TP3T abandonados en el espacio han muerto. Al exponerse a temperaturas extremas, muchos de los huevos criptobióticos de Artemia mueren.
Es importante recordar que la criptobiosis nunca es un estado ideal para un organismo vivo. Es la supervivencia en su forma más extrema. Es el último intento desesperado del cuerpo por aferrarse a la vida, a la espera del regreso de condiciones favorables. Pero si la situación empeora, el organismo morirá.
Todo esto es muy interesante, pero ¿tiene alguna relevancia para la humanidad? Hemos visto que la resistencia a la radiación de los tardígrados podría beneficiar a la humanidad, pero ¿hay algo en la criptobiosis que pueda ayudarnos? Claramente, somos demasiado complejos para replicar algo como la criptobiosis. Si nos expusiéramos a temperaturas extremas, radiación extrema y deshidratación severa, simplemente moriríamos. Pero, ¿hay alguna manera de adaptar lo que sabemos sobre estos organismos para que nos ayude?
Impacto en los seres humanos
Investigadores de Harvard estudian las proteínas que los tardígrados utilizan para sobrevivir en condiciones extremas. El objetivo final es aplicar este conocimiento a los humanos para comprobar si podemos beneficiarnos de una resistencia similar. Si pudiéramos diseñar una célula cuyo metabolismo se ralentice, de forma similar a como los tardígrados entran en criptobiosis, podríamos prevenir daños como la inflamación o incluso la muerte celular.
Si las proteínas utilizadas por los tardígrados se pudieran adaptar para los humanos, se podrían prevenir en una fase temprana enfermedades como los accidentes cerebrovasculares, los ataques cardíacos, la sepsis y otras.
Otras investigaciones se centran en la resistencia a la radiación y cómo podría utilizarse para ayudar a los astronautas en misiones espaciales de larga duración. Además, con el potencial desarrollo de nuevos y más rápidos viajes espaciales, se están considerando especies criptobióticas como candidatas a astronautas: organismos que podríamos enviar al espacio a grandes distancias durante largos periodos, conservándolos en estado prístino, para estudiar cómo resisten las duras condiciones de los viajes espaciales. Posteriormente, podríamos aplicar este conocimiento a futuras misiones tripuladas para mejorar la supervivencia humana a medida que exploramos el espacio y navegamos por entornos más hostiles.
La anhidrobiosis se estudia como un medio para mejorar las condiciones de cultivo y almacenamiento de alimentos. Si adaptáramos estos métodos a nuestro sistema de suministro de alimentos, podríamos prevenir el deterioro de los cultivos y asegurar su crecimiento en condiciones más adversas.
La trehalosa, un azúcar utilizado no solo por los tardígrados sino también por otros organismos, se emplea además en medicina. Se utiliza para conservar plaquetas y vacunas, que deben transportarse por todo el mundo en situaciones de emergencia. Si bien no afecta al organismo en su totalidad, cumple la misma función: mantener su viabilidad. Este enfoque se basa en el estudio de la criptobiosis.
La trehalosa se utilizó por primera vez en la década de 1980 para conservar medicamentos utilizados para tratar infecciones por hongos. Estos se conservaban con este azúcar y, posteriormente, al añadir agua se activaba, lo que permitía su uso.
Diversas formas de criptobiosis podrían ofrecer una amplia gama de aplicaciones. Entre ellas se incluyen los viajes espaciales, los avances en medicina, la posible adaptación al cambio climático y la producción de alimentos. Probablemente existan muchas otras aplicaciones que aún no se han considerado, pero que podrían volverse relevantes una vez que se comprenda mejor el proceso. La buena noticia es que el tiempo no es necesariamente un problema. ¿Qué importan otros 46.000 años?
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