Sobrevivir a casi 7.000 metros sobre el nivel del mar parece imposible para la mayoría de los mamíferos. Sin embargo, un pequeño roedor desafía todas las condiciones extremas de la cordillera de los Andes.
Una investigación internacional, liderada por el científico Jay Storz, de la Universidad de Nebraska-Lincoln, y publicada en la revista Science, reveló los mecanismos fisiológicos y genéticos que permiten al ratón orejudo andino (Phyllotis vaccarum) soportar temperaturas bajo cero y una atmósfera con muy poco oxígeno.
El estudio contó con la participación del académico Pablo Sabat, profesor del Departamento de Ciencias Ecológicas de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, donde se desarrolló toda la fase experimental con animales vivos.
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El mamífero que vive a mayor altura del planeta
El ratón orejudo andino posee un récord único: es el mamífero registrado a la mayor altitud del mundo. Los investigadores documentaron ejemplares viviendo a 6.739 metros sobre el nivel del mar, en la cima del volcán Llullaillaco, ubicado en la frontera entre Chile y Argentina.
Imagen Universidad de Chile
Además, esta especie presenta el rango altitudinal más amplio conocido entre los mamíferos, ya que puede encontrarse desde el nivel del mar, en la costa del norte de Chile, hasta las cumbres de la cordillera.
"El principal hallazgo del estudio es que el ratón orejudo andino es el mamífero con el mayor rango altitudinal documentado en el mundo", destacó Pablo Sabat.
Un laboratorio que simuló una montaña de 7.000 metros
Los experimentos se realizaron en el Laboratorio de Ecofisiología Animal de la Universidad de Chile. Para ello, los científicos utilizaron cámaras especiales capaces de recrear temperaturas de hasta -5 °C y concentraciones de oxígeno equivalentes a las existentes al nivel del mar y a alturas de 4.300 y 7.000 metros.
En total participaron:
- 13 ratones orejudos andinos capturados a 4.260 metros cerca del volcán Llullaillaco.
- 10 ejemplares de la misma especie provenientes de San José de Maipo, a 1.420 metros.
- 15 individuos de Phyllotis darwini, una especie que habita en zonas de baja altitud.
Los investigadores analizaron cuánto oxígeno consumían los animales para generar calor y mantener estable su temperatura corporal bajo condiciones extremas.
La clave está en los músculos y no en la sangre
Uno de los hallazgos más llamativos fue que la adaptación del ratón orejudo andino no depende de cambios en la hemoglobina, como ocurre en otros animales que viven en altura, entre ellos llamas, aves y otros roedores.
En cambio, los científicos descubrieron que la especie desarrolló una estrategia distinta. Los ejemplares que viven en las cumbres presentan modificaciones en el metabolismo de sus músculos esqueléticos que les permiten producir calor de manera más eficiente cuando el oxígeno escasea.
"Los ejemplares de cumbre presentan cambios en el metabolismo de sus músculos esqueléticos que les permiten optimizar la producción de calor, algo que los ratones de la costa no logran hacer", explicó Sabat.
Además, el estudio detectó una mayor capacidad para utilizar grasas como fuente de energía tanto en el músculo como en el tejido adiposo pardo, responsable de generar calor sin necesidad de escalofríos.
Imagen Universidad de Chile
Una adaptación impulsada por la selección natural
El análisis genético incluyó 123 genomas, revelando que existe un intercambio constante de genes entre las poblaciones de la costa y la cordillera. Sin embargo, la selección natural favorece aquellos genes que permiten sobrevivir en ambientes extremos.
"Existe un flujo génico continuo entre las poblaciones de la cima y el llano, pero la selección natural favorece los genes adaptados a la altura", señaló el investigador.
Un hallazgo que también interesa a la medicina
Los científicos identificaron señales de selección natural en genes relacionados con la producción de energía, la actividad mitocondrial, la respuesta a la falta de oxígeno y el procesamiento de toxinas.
Entre ellos destacan genes de la familia glutatión S-transferasa Mu (GSTM), encargados de producir enzimas que ayudan a neutralizar sustancias tóxicas presentes en plantas, contaminantes ambientales y metales pesados.
Los investigadores plantean que estos roedores enfrentan distintos tipos de toxinas dependiendo de la altitud, debido a las variaciones de la vegetación y a la presencia natural de elementos como el arsénico en los suelos volcánicos de la Puna de Atacama.
Este descubrimiento también podría aportar información útil para futuras investigaciones biomédicas, ya que mecanismos similares intervienen en enfermedades como algunos tumores sólidos, donde la falta de oxígeno puede modificar la respuesta a determinados tratamientos.
Un descubrimiento que cambia lo que se sabía sobre la vida en altura
Para los investigadores, este trabajo demuestra que sobrevivir en ambientes extremos no depende únicamente de cambios en la sangre, como se pensaba hasta ahora.
En el caso del ratón orejudo andino, la adaptación es el resultado de una combinación de procesos relacionados con el metabolismo muscular, la producción de energía, la generación de calor, la respuesta a la hipoxia y el procesamiento de sustancias potencialmente tóxicas.
La investigación reunió a 22 especialistas de instituciones de Chile, Estados Unidos, Canadá y Reino Unido, combinando estudios genómicos, expediciones a volcanes sobre los 6.000 metros de altura y experimentos fisiológicos realizados en la Universidad de Chile.
