La marmota es un animal especialmente conocido por la fama de vago y perezoso que le precede. No es para menos; pues, algunas especies, como la marmota del Himalaya, pueden pasarse más de seis meses hibernando. Pero, ojo, que no lo hacen por cansancio, sino porque las condiciones ambientales extremas en las que viven lo requieren.
De hecho, tal es la maestría con la que superan los problemas derivados de las inclemencias de su hábitat que recientemente un equipo de investigadores de la Universidad de Xi'an Jiaotong, de China, ha secuenciado su genoma completo, con el fin de detectar estos trucos y utilizarlos para el estudio de los mecanismos moleculares de adaptación a ambientes hostiles.
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Donde casi nadie puede vivir
En algunas zonas de Asia, las marmotas del Himalaya pueden encontrarse viviendo a alturas por encima de los 5.000 metros. Esto supone que tengan que resistir condiciones como temperaturas extremadamente bajas, concentraciones mínimas de oxígeno, intensas radiaciones ultravioleta y pocos recursos. Como resultado, pasan más de seis meses hibernando, pero el resto del año tampoco es especialmente favorable, por lo que evolutivamente han debido desarrollar mecanismos para adaptarse.
Para comprobar cómo lo consiguen, estos científicos, cuyos resultados se acaban de publicar en iScience, secuenciaron el genoma completo de un macho de marmota del Himalaya adaptada a las alturas. A continuación secuenciaron el de otros 20 ejemplares que vivían a altitudes tanto altas como bajas y, finalmente, el de cuatro especies diferentes de marmota.
Pero también necesitaban comprobar cómo variaba la expresión de los genes durante el letargo y la vigilia. Para eso, no basta con secuenciar el genoma. Esto se debe a que el conjunto de genes es algo fijo, como una caja compuesta de herramientas idénticas en todas las células del organismo. El ARN es un intermediario que lleva la información contenida en los genes hasta los ribosomas, donde el mensaje se traduce y se sintetizan las proteínas. Sin embargo, solo “toma” el mensaje de los genes que se están expresando en cada momento. Volviendo al símil de las herramientas, solo utiliza las herramientas necesarias en cada célula y en cada situación. Por ejemplo, aunque en una célula de la piel estén los genes o herramientas necesarios para la visión, ahí no se expresarán, pues no son necesarios. Por este motivo, estos investigadores secuenciaron también el ARN en las dos circunstancias distintas en las que estaban interesados.
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Genes candidatos
Gracias a la secuenciación del genoma comprobaron que hay dos genes que han evolucionado de un modo distinto en las marmotas, según la altitud a la que se adapten a vivir: el Slc25a14 y el ψAamp. De aquí se deduce que ambos deben estar relacionados de algún modo con la supervivencia en bajas temperaturas e hipoxia. Además, se ha comprobado que el primero de ellos tiene un papel neuroprotector, muy importante para sobrevivir bajo esas condiciones. En cuanto al segundo, parece estar implicado en una estrategia protectora para prevenir el crecimiento excesivo de nuevos vasos sanguíneos en concentraciones de oxígeno extremadamente bajas.
En cuanto al ARN, su secuenciación les permitió comprobar que las mayores modificaciones en la expresión génica durante la hibernación tienen lugar en las células del hígado y el cerebro, en genes implicados en la coagulación de la sangre, el metabolismo de los ácidos grasos y la diferenciación de células madre.
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De todo esto se deduce que sus genes están preparados para responder a las necesidades de reservas de grasa generadas durante la hibernación y que sus células madre pueden actuar muy eficientemente reparando lesiones provocadas por el frío extremo. Además, se sabe que la hibernación a temperaturas cercanas a la congelación existe el riesgo de formación de coágulos en el cerebro, de ahí que los mecanismos de coagulación puedan alterarse para evitar que esto pase.
Los seres humanos no tenemos ni un mínimo ápice de las grandes habilidades de la marmota del Himalaya para resistir a las condiciones extremas características de altitudes muy elevadas. Por eso, tenemos mucho que aprender de este perezoso animalillo que soluciona sus problemas mientras duerme.