Un equipo de científicos ha descubierto que los peces antárticos que fabrican sus propias proteínas “anticongelantes” para sobrevivir en el hielo del océano Antártico también sufren un desafortunado efecto secundario: los cristales de hielo unidos a las proteínas que se acumulan en el interior de sus cuerpos se resisten a la fusión incluso cuando aumenta la temperatura.
Un equipo de científicos ha descubierto que los peces antárticos que fabrican sus propias proteínas “anticongelantes” para sobrevivir en el hielo del océano Antártico también sufren un desafortunado efecto secundario: los cristales de hielo unidos a las proteínas que se acumulan en el interior de sus cuerpos se resisten a la fusión incluso cuando aumenta la temperatura.
Este hallazgo fue difundido en un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Hemos descubierto lo que parece ser una consecuencia indeseable de la evolución de las proteínas anticongelantes en peces nototénidos antárticos”, señala el estudiante de doctorado de la Universidad de Oregón, Paul Cziko, quien dirigió la investigación con la profesores de Biología Animal Chi-Hing (Christina) Cheng y Arthur DeVries, de la Universidad de Illinois. “Lo que encontramos es que las proteínas anticongelantes también impiden la fusión de los cristales de hielo internos. Es decir, que también son proteínas antifusión.”
En el océano Antártico o Austral, el mar helado que rodea la Antártida, habitan cinco familias de peces nototénidos, cuya capacidad para vivir en el agua de mar helada es tan extraordinaria que constituyen más del 90% de la biomasa de peces de la región.
DeVries descubrió proteínas anticongelantes en los peces nototénidos de la Antártida a finales de la década de 1960, y fue el primero en describir cómo las proteínas se unen a los cristales de hielo en la sangre para evitar que los peces se congelen.
En el nuevo estudio, el equipo investigó si los cristales de hielo unidos a estas proteínas anticongelantes dentro de estos peces se fundían como se esperaba cuando la temperatura aumentaba. Cuando los investigadores calentaron a los peces a temperaturas por encima del punto de fusión, algunos cristales de hielo internos no se fundieron. Al hielo que no se funde en su punto de fusión normal se lo llama “sobrecalentado”.
Los investigadores también encontraron cristales de hielo en peces nototénidos silvestres que nadan en aguas relativamente más cálidas en el verano de la Antártida, a temperaturas en las que se espera que estén libres de hielo. Al poner a prueba las proteínas anticongelantes en el laboratorio, el equipo observó que estas proteínas también evitaban la fusión de estos cristales de hielo internos.
“Nuestro descubrimiento puede ser el primer ejemplo de sobrecalentamiento de hielo en la naturaleza”, apunta Cheng.
Cziko trabajó con otros buceadores para colocar y mantener un dispositivo de registro de temperatura en el estrecho de McMurdo, en la Antártida, uno de los entornos marinos más fríos del planeta. El dispositivo registró temperaturas oceánicas allí durante 11 años, una porción sustancial de la vida útil de los nototénidos. Durante ese tiempo, no hubo un incremento de temperaturas suficiente como para superar el efecto antifusión de las proteínas anticongelantes y así librar completamente a los peces de su hielo interno, explican los investigadores.
Los científicos sospechan que la acumulación de hielo en el interior de los peces podría tener consecuencias fisiológicas adversas, pero no se ha descubierto ninguna hasta el momento.
Si los peces están destinados a portar cristales de hielo toda su vida, Cheng sostiene que se puede pensar que las partículas de hielo podrían obstruir los pequeños vasos capilares o desencadenar respuestas inflamatorias indeseadas. Cziko compara esta amenaza potencial con los peligros que plantean el amianto en los pulmones o los coágulos de sangre en el cerebro.
“Dado que gran parte del hielo se acumula en los bazos de los peces, pensamos que puede haber un mecanismo para eliminar el hielo de la circulación”, abunda.
“Esto es sólo una pieza más en el rompecabezas de cómo los nototenoideos han llegado a dominar el océano alrededor de la Antártida”, agrega. “También nos dice algo acerca de la evolución. Es decir, la adaptación es una historia de intercambios y compromiso. Toda buena innovación evolutiva probablemente viene con algunos malos efectos no deseados.”
El registro de las temperaturas a largo plazo en el estrecho de McMurdo elaborado para este estudio también “demostrará ser de gran importancia y utilidad para la comunidad de investigación polar que está abordando las respuestas del organismo al cambio climático en los ambientes marinos más frío”, afirma Cheng.
Clive W. Evans, profesor de Genética Molecular y Desarrollo en la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda, también es coautor del estudio, que contó con el apoyo de la Fundación Nacional para la Ciencia. (Fis.com)
25/09/14