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Una rana y una salamandra siberiana producen alcohol y glicerina para sobrevivir a temperaturas bajo cero
En las especies que son incapaces de producir estas sustancias, el agua puede cristalizarse dentro de las células y romperlas, provocando su muerte.
Algunas ranas y las salamandras producen etanol en cantidades "nunca antes registradas en vertebrados terrestres", según una investigación de científicos del Instituto de Citología y Genética de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias y del Instituto de Problemas Biológicos del Norte, que están estudiando los mecanismos de resistencia de los anfibios a la hipoxia, la deficiencia de oxígeno en las células del organismo.
Aunque la mayoría de anfibios provienen de las regiones del sur, algunos de ellos se han adaptado a la vida en el norte y son capaces de sobrevivir a temperaturas bajo cero, mientras que otros pasan el invierno en depósitos que no se congelan.
Hasta hace poco, se consideraba que los anfibios son poco resistentes a la hipoxia, pero en 2019 se descubrió que la rana siberiana 'Rana amurensis' sobrevive en el agua con una ausencia casi total de oxígeno hasta por seis meses y conserva la capacidad de moverse.
Otras especies, como la rana campestre 'Rana arvalis' y la salamandra siberiana 'Salamandrella keyserlingii', permanecen en tierra en los 10 a 15 centímetros superiores del suelo y experimentan hipoxia severa cuando se congelan, debido al cese de la circulación sanguínea, que transporta el oxígeno a los tejidos, indica un comunicado de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias.
El problema de la congelación es que el agua puede cristalizarse dentro de las células y romperlas, provocando la muerte del animal. "La tarea del cuerpo es crear las condiciones físicas y químicas bajo las cuales se forma hielo en cantidades mínimas en el espacio extracelular", explicó uno de los autores del estudio, el biólogo Serguéi Shejovtsov.
Así, se demostró que la rana campestre es capaz de sobrevivir a -16 °C, mientras que la salamandra siberiana puede hacerlo a -55 °C.
El proceso de preparación inicia en otoño, cuando los anfibios siberianos acumulan glucógeno en el hígado. Se trata de un polisacárido que se descompone en glucosa y glicerol en invierno. Estos compuestos proporcionan energía a las células antes de llegar la temporada fría y luego actúan como anticongelantes.
Sumidos en agua sin oxígeno o en proceso de congelación, los animales pasan al metabolismo anaeróbico, cuyo análisis demostró la presencia en su cuerpo de compuestos producto de la síntesis de glucosa: lactato y alanina.
Cuando las ranas y salamandras se encuentran en estado de hipoxia y congelación, los científicos también encontraron etanol, 2,3-butanodiol y glicerina. La presencia de este último en el cuerpo de la rana campestre resultó inesperada: se creía que usa glucosa y urea como anticongelante.
Los resultados del estudio ayudarán a encontrar vías genéticas para la adaptación de los vertebrados a la falta de oxígeno y desarrollar nuevos métodos para la crioconservación de órganos.
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