Tardígrados: preguntas y mitos

Introducción

Aunque soy biólogo, hasta el momento creo que no me he sentado a narrar cuál es mi enfoque principal de trabajo, así que lo haré ahora mismo. Probablemente alguno de los lectores haya visto por casualidad, en Animal Planet, un top con los animales más resistentes del mundo, y ellos estaban ahí. Más probablemente, cuando siguieron la nueva temporada de Cosmos, escucharon a Neil deGrasse Tyson hablando acerca de ellos en el segundo episodio.

¿Ya adivinaron de quiénes hablo? Si dijeron tardígrados, están en lo correcto.

Empecé a trabajar con ellos durante mis últimos semestres académicos, más o menos a finales de 2011, la misma época por la cual me di cuenta que era agnóstico, como ya he descrito en mi historia. Ha sido una lucha dura, pero gracias al apoyo de mi tutor y a mis compañeros de trabajo, logré graduarme con los tardígrados como mi tema de tesis, y hoy me encuentro investigando su taxonomía en la universidad.

De acuerdo, probablemente para usted no parezcan animales muy bonitos -aunque apuesto que si ellos pensaran y hablaran como nosotros, opinarían lo mismo de usted-, pero le aseguro que son muy interesantes, y aún hoy guardan muchos secretos. Por esto, muchas personas tienen dudas sobre lo que son o qué importancia tienen. Y esto también ha propiciado que otras personas tengan ideas sobre los tardígrados que seguramente no son verdad. Así que, si usted tiene alguna de estas preguntas o mitos en su cabeza, este será un espacio para responderlas.

Vamos primero con las preguntas más comunes.

Pregunta: bueno, pero ¿qué rayos son los tardígrados?

Los tardígrados, conocidos popularmente como ositos de agua (en inglés water bears, aunque también se les llama moss piglets, cerditos del musgo), son unos invertebrados microscópicos, pertenecientes al phylum Tardigrada (¡duh!), que se encuentran emparentados con los artrópodos y los onicóforos (otro phylum poco conocido, llamados gusanos de terciopelo) dentro del clado Panarthropoda. Poseen un cuerpo cilíndrico y robusto, con cuatro pares de patas, de las cuales usan los tres primeros pares para caminar, y el último para aferrarse al sustrato. Su cutícula es dura, compuesta principalmente por quitina, y la mudan periódicamente.

Como se ve en la imagen al inicio de esta entrada, poseen un aparato bucofaríngeo compuesto por un tubo bucal quitinoso y una faringe muscular con placas destinadas a triturar su alimento, consistente en material vegetal, otros animales de su microhábitat, y en ocasiones detritos y carroña. Pueden presentar estructuras sensoriales como cirros en el cuerpo o papilas orales, o carecer de ellas, dependiendo de la especie. Las patas pueden terminar en garras o en dedos con garras o almohadillas. A continuación, representantes de las dos clases de tardígrados, presentando cada una características muy particulares.

Echiniscus arctomys (Heterotardigrada).

Macrobiotus hufelandi (Eutardigrada).

Actualmente hay más de 1200 especies descritas de tardígrados en todo el mundo. Para identificarlas se utilizan caracteres como la cutícula, la forma del aparato bucofaríngeo, la presencia de estructuras sensoriales, la morfología de las garras y/o dedos y, en algunos géneros, la ornamentación de los huevos.

Pregunta: ¿dónde los puedo encontrar?

Debido a sus características, los tardígrados se encuentran limitados a microhábitats húmedos. No obstante, se pueden encontrar en ambientes terrestres, dulceacuícolas y marinos, incluso en los polos. En tierra, los parches de musgos, hepáticas y líquenes (hábitats limnoterrestres) suelen ser los lugares más frecuentes para encontrar tardígrados, debido a la película de agua que recubre estas plantas; también pueden ser hallados en la hojarasca húmeda del suelo. En agua dulce pueden encontrarse tanto en el sustrato arenoso como en la superficie de plantas acuáticas en lagos, ríos o fuentes. Finalmente, los tardígrados marinos pueden encontrarse entre la meiofauna intersticial -es decir, los animales que viven entre los granos de arena marina- y en los sedimentos tanto de zonas litorales como en el mar profundo.

Pregunta: ¿y qué tienen de especiales los tardígrados?

Si estuvo pendiente de Animal Planet o de Cosmos, habrá escuchado que los tardígrados son muy resistentes a los cambios en su medio ambiente, por extremos que sean. Esto se debe a una característica muy especial: la criptobiosis. Si las condiciones ambientales requeridas por un tardígrado empiezan a alterarse, el animal reduce su volumen de agua corporal casi por completo, y disminuye o suspende completamente su metabolismo, retrayéndose por completo en una forma de barril (tun) en estado de latencia, hasta que las condiciones del medio sean de nuevo favorables. Existen diferentes tipos de criptobiosis, dependiendo del factor en alteración, ya sea la humedad del medio (anhidrobiosis, la más común y la mejor estudiada), la disminución de la temperatura (criobiosis), los cambios en la concentración salina del medio (osmobiosis, frecuente en especies marinas) o la disminución de oxígeno (anoxibiosis). También presentan un estado de diapausa -un estado de inactividad, con una tasa metabólica un poco mayor que en la criptobiosis- llamado enquistamiento, que se produce por condiciones extremas que pueden ser más diversas.

Durante la criptobiosis, los tardígrados han probado ser muy resistentes a diversos factores adversos. Se ha probado su resistencia a cambios extremos de temperatura, químicos nocivos, altas presiones y radiación. Incluso, si está bien enterado, han sido llevados tardígrados en estado criptobiótico al espacio exterior, y no sólo toleraron la radiación ionizante y el vacío del espacio, sino que al regresar a su estado natural fueron capaces de reproducirse sin problemas en su ADN. Toda una hazaña.

Cabe señalar que la criptobiosis está presente en otros invertebrados microscópicos, como los rotíferos y los nematodos; sin embargo, es con los tardígrados con quienes se ha estudiado mucho más ampliamente este fenómeno.

Pregunta: ya. ¿Y por qué estudiarlos? ¿Qué importancia tiene todo eso para nosotros?

Bien, si le parece que nada de lo anterior es lo bastante asombroso como para justificar el estudio de los tardígrados, vamos a la parte de su importancia para el ser humano.

Los principios de la criptobiosis poseen un gran potencial de aplicación para el ser humano. Probablemente ha escuchado de usar ese concepto para poner en hibernación a los seres humanos, a fin de usarlo en futuros viajes al espacio. Pero vámonos mejor a usos potenciales un poco más realistas.

Las sustancias involucradas en la criptobiosis, la trehalosa y el glicerol, son contempladas especialmente para su uso médico en la conservación de órganos y tejidos. Por ejemplo, órganos como los riñones y tejidos como las plaquetas no toleran una criopreservación prolongada, por lo cual la aplicación de las sustancias criptobióticas puede prolongar su tiempo de conservación y reducir los problemas que se dan en procesos de trasplante por el tiempo de espera. De manera similar, dichas sustancias también pueden utilizarse para la prolongación de la vida útil de medicamentos importantes. Finalmente, en la industria alimenticia, la trehalosa y el glicerol pueden usarse en la conservación de los alimentos.

Después de responder las que, considero, son quizás las preguntas más comunes e importantes sobre los tardígrados, vayamos ahora con los mitos que se han tejido alrededor de su existencia.

Mito: los tardígrados son inmortales.

Por increíble que suene, esta es una pregunta que me han hecho en un par de ocasiones. Ante las indudables ventajas de la criptobiosis, parecería que los tardígrados son difíciles de destruir, ¿no es así?

La realidad es que, como cualquier otro animal, los tardígrados también enfrentan dificultades en el medio ambiente que limitan sus poblaciones. La Naturaleza, como se dice, es sabia. Pensemos por un momento en la Turritopsis nutricula, la famosa medusa inmortal, que puede revertir su desarrollo de medusa a pólipo y repetir el ciclo, en teoría, indefinidamente. ¿Por qué los mares no están poblados hasta el final con esta medusa? Esto se debe a que T. nutricula tiene que enfrentar competencia, depredación, una cantidad limitada de recursos y espacio, y enfermedades. Es de esta forma como se equilibran sus poblaciones.

Ocurre lo mismo con los tardígrados. Ellos también compiten con otras especies de tardígrados e invertebrados por recursos, tienen una movilidad limitada debido a su requerimiento de agua, son depredados por otros organismos (incluyendo otros tardígrados) y también pueden ser parasitados por hongos o protistos. Además, la criptobiosis posee una cierta limitación, tal como se ve en el siguiente mito.

Mito: los tardígrados pueden vivir cientos de años gracias a la criptobiosis.

Algunos lectores habrán escuchado la historia del científico que humedeció un helecho de al menos 200 años en un museo de historia natural y encontró tardígrados (historia posiblemente apócrifa, por cierto). Aunque la literatura sobre tardígrados menciona previamente que, a través de varios períodos de criptobiosis, un tardígrado puede llegar a vivir al menos 70-100 años, los estudios han mostrado que su período de vida, excluyendo los períodos criptobióticos, varía entre 3 y 30 meses, dependiendo de la especie -y siendo justos, esto es bastante notable para un organismo microscópico-; a través de la criptobiosis, probablemente pueda vivir hasta los 20 años como mucho.

Hay una razón para estas limitaciones, y es que la criptobiosis va disminuyendo su viabilidad con el tiempo cada vez que se usa, y el tardígrado deberá permanecer menos tiempo en ella, debido a que las reservas de lípidos del cuerpo, necesarias para sintetizar trehalosa y glicerol, se reducen progresivamente. Me explico: si un tardígrado entra en criptobiosis por primera vez, y puede permanecer viable en ella por, digamos, dos años -es hipotético-, el siguiente período de criptobiosis será viable sólo por unos 16 meses.

En todo caso, como mencioné, es digno de admirar que un organismo tan pequeño pueda vivir tanto tiempo.

Mito: los tardígrados vienen del espacio (Corolario: los tardígrados son el origen de la vida en la Tierra).

El segundo capítulo de Cosmos confundió a algunas personas. Alguien me preguntó una vez si era cierto, como decían en la serie, que los tardígrados vinieron del espacio, y que ellos tienen algo que ver con el origen de la vida.

Ni lo uno ni lo otro. Lo que Tyson estaba explicando era que la criptobiosis de los tardígrados era un ejemplo de cómo la vida podría haber viajado de forma segura a través del espacio, haciendo referencia a la hipótesis de panspermia, según la cual los primeros seres vivos habrían llegado a la Tierra a través de meteoritos o cometas. Hay que resaltar, nuevamente, que los fenómenos de latencia como la criptobiosis están presentes en otros organismos; bacterias y arqueobacterias también pueden ser extremófilas y presentan formas latentes. Y, por supuesto, que la hipótesis panspérmica es sólo eso, una hipótesis, que actualmente presenta inconvenientes y cuestionamientos bastante fuertes -entre estos, precisamente, que no explica el origen de la vida en general- como para ser considerada una teoría válida.

Conclusiones

Espero que con esta entrada hayan quedado claras sus dudas. Si tienen más interés en conocer sobre los tardígrados, pueden revisar el segundo volumen del Boletín de Zoología INFOZOA -del grupo de investigación al cual pertenezco-, dedicado a estos maravillosos animales (y revisen de paso los demás volúmenes). Y que esto contribuya a que puedan conocer mucho más sobre la labor que se realiza en la ciencia con un grupo de animales muy especiales.

Curiosidades

-Los registros fósiles indican que los tardígrados existen al menos desde el Cretáceo Superior.

-Fueron descubiertos en 1773, pero no fueron establecidos como un phylum independiente hasta los años 70 por Ramazzotti y Maucci.

-En Suramérica existen cerca de 220 especies de tardígrados, de las cuales 47 se encuentran en Colombia.

-En 2010, los biólogos polacos Łukasz Michalczyk y Łukasz Kaczmarek nombraron a una especie de tardígrado como Doryphoribius dawkinsi, en honor al etólogo, teórico evolutivo y divulgador científico Richard Dawkins, “por su aporte a la biología evolutiva al igual que por su incansable popularización de la ciencia, el racionalismo, el escepticismo y el pensamiento crítico y todas las acciones contra la pseudociencia, la religión y otras formas de superstición”.

Bibliografía consultada

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Jönsson, K.I. 2007. Tardigrades as a Potential Model Organism in Space Research. Astrobiology, Vol. 7 (5): 757-766.

Londoño, R., Daza, A., Caicedo, M., Quiroga, S., Kaczmarek, Ł. 2015. The genus Milnesium (Eutardigrada: Milnesiidae) in the Sierra Nevada de Santa Marta (Colombia), with the description of Milnesium kogui sp. nov. Zootaxa, 3955 (4): 561-568.

Michalczyk, Ł, Kaczmarek, Ł. 2010. Description of Doryphoribius dawkinsi, a new species of Tardigrada (Eutardigrada: Hypsibiidae) from the Costa Rican highlands, with the key to the genus Doryphoribius. Zootaxa, Vol. 2393: 46-58.

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