Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford registró un fenómeno inaudito: ciertas algas que habitan en el hielo ártico pueden permanecer activas y desplazarse en condiciones de hasta -15 °C, lo que representa la temperatura más baja jamás registrada para que una célula viva compleja esté en movimiento.
El hallazgo proviene de una expedición en el mar de Chukotka (entre Rusia y Alaska) durante el verano de 2023, donde los cientÃficos perforaron núcleos de hielo para recolectar muestras. De vuelta en el laboratorio, replicaron las condiciones encontradas en esos núcleos, con patrones de hielo que incluÃan canales delgados de agua o salmuera, estructuras en las que las diatomeas podÃan sobrevivir y desplazarse.
Las diatomeas son microalgas unicelulares con paredes de sÃlice, algo asà como una cubierta de vidrio. Son fotosintéticas, producen oxÃgeno y forman la base de la cadena alimentaria acuática, además de contribuir al ciclo del carbono al capturar CO2 y depositarlo en sedimentos. Aunque se sabÃa de su existencia en el Ãrtico, se creÃa que estos organismos hibernaban o quedaban atrapados por el hielo, pero la realidad es todo lo contrario.
âEsto no es criobiologÃa de pelÃcula de los 80. Las diatomeas son tan activas como podemos imaginar hasta que las temperaturas caen hasta -15 °C, lo cual es sumamente sorprendenteâ, dijo Manu Prakash, profesor de BioingenierÃa en las Facultades de IngenierÃa y Medicina de Stanford, y coautor senior del artÃculo publicado en PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).
Bajo las condiciones extremas del Ãrtico, lo más llamativo es que estas algas emplean un mecanismo de deslizamiento para moverse por sus canales: secretan mucÃlago, que actúa como adhesivo, y luego tiran de sà mismas mediante motores moleculares internos como actina y miosina, los mismos responsables del movimiento en músculos humanos. El hecho de que este sistema pueda seguir funcionando en condiciones bajo cero será el próximo enfoque del laboratorio.
Diatomea de agua dulce, un tipo de microalga.
La capacidad de movimiento observada ocurre en un rango térmico que antes se consideraba incompatible con funciones celulares complejas. Esta temperatura de -15 °C constituye un nuevo récord para células eucariotas. Además, las velocidades de deslizamiento son superiores a las de diatomeas de clima templado sobre la misma superficie, lo que sugiere una adaptación evolutiva especializada para el ambiente polar. âEs como si estuvieran patinando sobre el hieloâ, dijo la autora principal, Qing Zhang, académica postdoctoral de Stanford.
Este descubrimiento lleva a replantear la percepción de los hielos polares como zonas biológicamente inertes durante perÃodos frÃos. En realidad, podrÃan albergar un ecosistema dinámico escondido, con microorganismos activos moldeando su entorno incluso cuando las temperaturas bajan drásticamente.
âEl Ãrtico es blanco por encima, pero por debajo es verde, un verde intenso debido a la presencia de algasâ, dijo Prakash. âEn cierto sentido, te hace darte cuenta de que no es solo una cosa diminuta, sino una parte importante de la cadena alimentaria y controla lo que sucede bajo el hieloâ.
Desde una perspectiva ecológica, las diatomeas son un componente clave de la cadena alimentaria polar, conectando microorganismos con organismos mayores. El hecho de que estas diatomeas puedan moverse internamente dentro del hielo sugiere que podrÃan redistribuir nutrientes, formar microhábitats e influir en la estructura biológica bajo la superficie helada. Además, los senderos de mucÃlago podrÃan servir como sitios de nucleación para nuevas formaciones de hielo, lo que implicarÃa una acción biótica sobre procesos fÃsicos del medio.
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En palabras del investigador Manu Prakash, âel hielo ártico está lleno de vida ocultaâ, pero hay otro motivo de preocupación aparte del impacto cambio climático sobre estos ecosistemas: la falta de apoyo polÃtico y económico a la investigación polar podrÃa hacer que perdamos la oportunidad de realizar nuevos descubrimientos de importancia vital: âMuchos de mis colegas me dicen que, en los próximos 25 a 30 años, no habrá Ãrtico. Cuando se pierden los ecosistemas, perdemos el conocimiento sobre ramas enteras de nuestro árbol de la vidaâ.
En tiempos de cambio climático acelerado, entender estos sistemas microbianos adquiere mayor relevancia. âSiento una sensación de urgencia en muchos de estos sistemas, porque, al fin y al cabo, la infraestructura y la capacidad para operar son fundamentales para el descubrimientoâ, dijo Prakash.
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