En las profundidades oceánicas, donde la luz solar desaparece y el alimento es escaso, existe una criatura capaz de desafiar los límites conocidos de la supervivencia. El isópodo Bathynomus, un crustáceo gigante que puede alcanzar aproximadamente medio metro de largo, ha desarrollado una estrategia de supervivencia única basada en la transferencia horizontal de genes desde microorganismos.

El equipo de investigadores del Instituto de Zoología de la Academia China de Ciencias, liderado por Jianbo Yuan, identificó que la clave de esta extraordinaria resistencia a la inanición radica en el gen ND1, que no fue heredado de sus ancestros isópodos, sino adquirido del genoma de una bacteria simbiótica a través de un proceso conocido como transferencia horizontal de genes. "Este estudio demuestra que los animales pueden evolucionar de formas inesperadas al tomar prestados genes de microbios y utilizar trucos epigenéticos para controlarlos", explicó Yuan a Refractor.

Los isópodos son un grupo diverso de crustáceos que habitan océanos, agua dulce y ambientes terrestres húmedos. En el océano, Bathynomus vive a profundidades que varían entre 300 metros y aproximadamente 1 kilómetro bajo la superficie. A pesar de la presión del agua inmensa y las condiciones deficientes en nutrientes, algunos Bathynomus alcanzan tamaños pronunciados de alrededor de medio metro, una característica que requiere una cantidad sustancial de energía.

Para comprender el mecanismo de supervivencia y qué alimenta su tamaño gigantesco, Yuan y sus colegas estudiaron dos especies de isópodos que viven a diferentes profundidades oceánicas: B. jamesi, encontrada a casi 900 metros de profundidad, y B. doederleini, que habita en aguas más superficiales alrededor de 300 metros. La especie que vive en aguas más profundas es considerablemente más grande que su pariente de aguas más superficiales y posee un estómago que puede expandirse para llenar dos tercios de su cavidad corporal. Esta característica permite a B. jamesi comer cantidades masivas de alimento durante eventos de alimentación raros y retener la comida durante períodos prolongados.

Los investigadores ya sabían que B. jamesi tiene una tasa metabólica severamente reducida, que limita el gasto de energía. El equipo secuenció los genomas de ambas especies de Bathynomus y descubrió que el bajo metabolismo de la especie que vive en aguas profundas está guiado por el gen ND1. "El hallazgo más interesante e importante es el descubrimiento de un gen clave regulador de energía, ND1, en isópodos de aguas profundas", afirmó Yuan.

Para determinar qué hace exactamente el ND1, los investigadores bioingeniería un pez cebra con alta expresión de ND1 y probaron su tolerancia a la inanición bajo diferentes temperaturas. A temperaturas normales, los peces que portaban el gen quemaban energía más rápidamente y tenían más dificultades bajo inanición. Sin embargo, en condiciones frías que imitan el ambiente de aguas profundas, los peces sobrevivieron a la inanición 37% más tiempo que los peces sin el gen.

Yuan explicó que bajo condiciones frías, ND1 suprime la actividad mitocondrial, ralentiza el consumo general de energía y promueve un uso más eficiente de los nutrientes y las reservas de energía. "Descubrimos que ND1 actúa como una 'válvula' condicional para el metabolismo energético", señaló Yuan. "Esto permitió que el pez e isópodo sobrevivieran mucho más tiempo sin alimento. Así, esta transferencia horizontal de genes ayuda al isópodo a pasar períodos más largos sin comida al ajustar finamente el gasto de energía".

El equipo también descubrió que el estómago del isópodo alberga Chlamydiae, un filo de bacterias que contiene especies conocidas por ser patógenas en muchos animales, incluidos los humanos. En este caso, los microbios sintetizan y almacenan grasa. Yuan indicó que dado que estas bacterias han estado sintetizando ácidos grasos para isópodos durante millones de años, es posible que no sean patógenas para los huéspedes isópodos de aguas profundas y que se hayan adaptado al ambiente único del estómago.

Erik Thuesen, biólogo marino de The Evergreen State College en Olympia, Washington, quien no participó en el estudio, elogió el trabajo: "El equipo ha hecho un excelente trabajo al reunir aspectos evolutivos de anatomía, fisiología metabólica, genómica y epigenética para comprender las adaptaciones a la vida en aguas profundas".

Las implicaciones de este descubrimiento se extienden más allá de la biología marina. Yuan concluyó que el estudio "puede inspirar nuevas ideas en la salud humana, por ejemplo, cómo manejar la obesidad ralentizando el metabolismo o cómo proteger células durante condiciones extremas, como el almacenamiento en frío para trasplantes". Estos hallazgos abren nuevas vías de investigación en medicina regenerativa y tratamiento de enfermedades metabólicas, demostrando cómo los mecanismos evolutivos de organismos extremófilos pueden tener aplicaciones prácticas en la medicina moderna.