Artistas de la superviviencia en el hielo

El hielo en los océanos polares parece un lugar inhabitado. Aunque los osos polares o los pingüinos caminen sobre su superficie, o los peces y las focas naden debajo de él, la masa de hielo en sí es para muchos no más que un trozo de agua congelada. Pero las apariencias engañan.

En cada ranura al interior del hielo revolotean seres vivos. Bacterias, hongos, algas, platelmintos, pequeños crustáceos y otros seres se sienten allí "como peces en el agua". Las canaletas en el hielo son a menudo apenas tan anchas como un cabello, y están llenas de agua de mar muy salada pues, cuando el agua se congela, las sales no se adhieren al hielo, sino que se desprenden y se potencian aún más.

Las temperaturas de -20 grados centígrados no son una excepción. Es por ello, que la vida de estos residentes y las canaletas en el hielo están en constante peligro de congelarse, y de desaparecer. Esta situación se podría comparar con un ser humano en una habitación, cuyas paredes se achican cada vez más. Sin duda, no es un sensación agradable. Pero estos artistas de la supervivencia en el hielo son capaces de sortear todas estas dificultades.

Cristalizar a la medida

Muchos de los organismos que viven en el hielo polar, fabrican proteínas anticongelantes, y las liberan al agua. Tales proteínas se unen a cristales de hielo incipientes. De esta forma, previenen su crecimiento. Así, los cristales permanecen pequeños y por lo tanto, inofensivos.

La diatomea unicelular, un alga denominada como fragilariopsis cylindrus, produce una proteína anticongelante particularmente interesante. Este fue el descubrimiento de los científicos del Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina en Bremerhaven. La proteína no sólo varía el tamaño, sino también la estructura interna y la porosidad de los cristales de hielo. "El hielo varía de tal forma que la solución alcalina permanece en las canaletas. Así se evita que las cavidades y ranuras en el hielo se congelen”, dice la investigadora Maddalena Bayer-Giraldi. Gracias a la proteína el hielo no se forma en un bloque estable, sino en una red ligera de cristales de hielo, llena de vacíos y canaletas. Los científicos comprobaron que este tipo de algas produce grandes cantidades de esta proteína, sobre todo cuando se incrementa el frío y la salinidad a su alrededor.

Muchos de los habitantes del hielo utilizan otro truco. Apartan las sustancias viscosas, como grandes polímeros de moléculas de azúcar, con las cuales forman una capa protectora a su alrededor. Ésta amortigua al organismo contra su entorno, similar a un traje de neopreno que impide que el agua entre en contacto con la piel.

Amos y señores del frío

Pero no sólo el hielo, sino también el frío extremo implica mucho trabajo para estos organismos. Las membranas de las células se vuelven rígidas y quebradizas, y con ello, disfuncionales. Para contrarrestar estos efectos, los artistas del hielo incorporan grandes cantidades de ácidos grasos insaturados en sus membranas. Así logran que sean suaves y flexibles.

El frío también reduce fuertemente la velocidad del metabolismo. A bajas temperaturas, las encimas (moléculas de naturaleza proteíca que catalizan las reacciones bioquímicas) trabajan muy lento o nada en absoluto. Las encimas especiales de los habitantes del hielo se adaptaron con la evolución a las bajas temperaturas. Logran trabajar de forma eficiente en condiciones extremas de frío.

Sin embargo, existen unas proteínas esenciales que después de millones de años de evolución no han logrado adaptarse al frío. Para contrarrestar esto, los organismos adaptados a la supervivencia en estos lares producen más proteínas de este tipo que lo habitual. Muchas de las enzimas que trabajan lentamente, logran el mismo efecto que pocos organismos que se apresuran en su trabajo.

Tanta sal no es buena

Los habitantes del hielo tienen aún otro problema por resolver. Se trata de la alta salinidad de su entorno. Por lo general, estas condiciones son perjudiciales para los organismos. Si hay mucha más sal fuera que dentro del organismo, fluye agua de las células hacia afuera, para diluir la sal y nivelar las concentraciones salinas. Pero si dentro de las células hay muy poca agua, esto significa la muerte del organismo.

Es por ello, que los artistas de la supervivencia engañan a esta ley de la naturaleza. Producen numerosas moléculas que se acumulan en su interior, como los aminoácidos Prolin o el Manitol. Estas substancias requieren ser diluidas, como la sal que se encuentra fuera de los organismos. Por ello, el agua permanece en la célula. Y así se reestablece el equilibrio.

Fotosíntesis, sólo cuando vale la pena

En los polos, la oscuridad reina la mitad del año. Aún así, cuando brilla el sol, es muy poca la luz que se alcanza en las moradas de los organismos del hielo. Sobre todo, cuando las capas de hielo son muy gruesas.

Muchos de los organismos que viven de la fotosíntesis, como las algas, han logrado adaptarse bioquímicamente a las malas condiciones de luz. Algunos desarrollan eficaces colectores de luz. Otros emplean grandes cantidades de las proteínas. En todo caso, pueden decidir cómo quieren alimentarse. En los seis meses de extrema oscuridad desactivan la fotosíntesis, y se alimentan de los nutrientes que llegan con el agua a sus canaletas de sal.

Gracias a trucos de diversa índole, bacterias, algas, crustáceos y otros tipos de organismos han logrado conquistar un nicho ecológico, que a primera vista parecía estar inhabitado.

Autora: Brigitte Osterath / Cristina Mendoza Weber
Editora: Rosa Muñoz Lima