En la frontera con Chile: el ratón orejudo de los Andes, el mamífero con la clave para sobrevivir a más de 6000 metros de altura
Un estudio reconstruye los mecanismos genéticos y metabólicos que permiten a esa especie habitar en la cima del segundo volcán activo más alto del mundo
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MADRID.- En la cima del volcán Llullaillaco, frontera entre Chile y la Argentina, solo hay roca, hielo y nieve. El paisaje, blanco y árido, parece despojado de cualquier rastro de vida. Cuando el fisiólogo evolutivo Jay Storz llegó a la cumbre, llevaba meses detrás de una historia. Unos montañistas le habían contado que, en el tope del segundo volcán activo más alto del mundo, habían observado a un pequeño ratón orejudo. Lo que suponía que viviese en la altura más extrema de la que se había podido documentar de un mamífero hasta ese momento: por encima de los 6000 metros. “Cuando capturé el primero, no lo podía creer”, recuerda el estadounidense.
Cuenta que su investigación comenzó en 2019, durante el año sabático que Jay Storz pasaba en Argentina. Unos andinistas le hablaron de un rumor que circulaba por la zona. Aseguraban haber visto ratones en la cima que, al detectar la presencia humana, desaparecían rápidamente entre grietas de roca y hielo. “Aquellas noticias me fascinaron”, recuerda el biólogo evolutivo de la Universidad de Nebraska. Un año después organizó, junto al mastozoólogo argentino Guillermo D’Elía, una expedición científica para recorrer el volcán Llullaillaco desde su base hasta la cumbre.
El equipo contó con el guía boliviano Mario Pérez Mamani, que conocía bien la montaña y había advertido previamente la presencia de aquellos pequeños roedores. “Fue una locura logística”, resume D’Elía, investigador de la Universidad Austral de Chile. “Había que aclimatarse durante días, contratar andinistas especializados, conseguir permisos y financiación”, apunta.
En aquella primera expedición, capturaron un ejemplar vivo a 6739 metros, el récord absoluto de altitud para un mamífero. “¡Un ratón!”, exclamó Storz a Mamani. Aunque iba agotado y aturdido por la altura, el biólogo logró capturarlo con sus propias manos.
Después llegarían otras campañas, incluso una financiada por la National Geographic, que permitieron recorrer otros volcanes del Altiplano y reunir 167 genomas completos de animales distribuidos desde la costa del Pacífico hasta las cumbres andinas. “Es un trabajo que llevó años”, comenta D’Elía. El objetivo era descubrir cómo consigue sobrevivir un mamífero en un lugar donde el frío extremo y la escasez de oxígeno convierten cualquier actividad en un desafío fisiológico. La respuesta, fruto de cinco años de expediciones, experimentos y análisis genéticos, se publica este jueves en la prestigiosa revista Science.
Cambios en el metabolismo
Phyllotis vaccarum, el ratón orejudo andino, pertenece a un linaje de roedores cuyos ancestros llegaron a Sudamérica hace más de tres millones de años, cuando el continente terminó de unirse con Norteamérica.
En las cumbres donde fue visto no hay árboles, ni praderas, ni apenas alimento o refugio. Solo roca volcánica, hielo y un viento constante que dificulta incluso la respiración humana. La presión atmosférica es tan baja que el oxígeno disponible equivale a apenas el 44% del que existe al nivel del mar. “No se puede exagerar lo hostil que es ese ambiente”, insiste Storz. “Cada vez que llego a la cima de una montaña así, pienso que es increíble que haya animales viviendo allí”.
Los investigadores trasladaron ejemplares capturados, tanto en las cumbres como en la costa chilena, al laboratorio del fisiólogo Pablo Sabat, en la Universidad de Chile. Allí compararon su rendimiento bajo condiciones que reproducían la hipoxia extrema de las grandes alturas.
“Queríamos comprobar si habían desarrollado capacidades fisiológicas especiales para soportar la escasez de oxígeno”, explica Storz. Descubrieron que los individuos procedentes de las cumbres mantenían una capacidad aeróbica considerablemente mayor que los capturados al nivel del mar. En otras palabras, seguían produciendo energía cuando el oxígeno era escaso.
Sus investigaciones revelaron además que gran parte de esa ventaja se encontraba en el músculo. “Observamos cambios en su metabolismo que aumentan la termogénesis por escalofrío”, explica Storz. Ese mecanismo permite generar calor mediante la contracción involuntaria de los músculos. “Los ratones de altura son capaces de mantener constante su temperatura corporal incluso bajo niveles de hipoxia equivalentes a los de una montaña de 6.700 metros”, desarrolla el investigador.
Este hallazgo va en contra de las explicaciones que suelen darse para comprender la adaptación a las grandes altitudes. En llamas, gansos andinos o incluso algunas poblaciones humanas del Himalaya, la adaptación suele implicar modificaciones en la hemoglobina, la proteína encargada de transportar el oxígeno por la sangre. Sin embargo, en este pequeño roedor no es así. “Fue una sorpresa”, reconoce Storz. La hemoglobina era la misma en los ratones de altura y en los del nivel del mar.
Además del estudio de la fisiología, el equipo secuenció el genoma completo de los ejemplares distribuidos a lo largo de todo el rango de la especie. “Esperábamos que las poblaciones estuvieran mucho más aisladas entre sí”, explica Schuyler Liphardt, primer autor del estudio y responsable del análisis genómico. “Pero los ratones que viven a 6700 metros y los que viven al nivel del mar son genéticamente muy parecidos”.
La especie posee el mayor rango altitudinal conocido entre todos los mamíferos: desde el nivel del mar hasta casi 6800 metros. Lo lógico, apuntan, habría sido que las poblaciones que viven en lo más alto hubiesen acumulado grandes diferencias genéticas tras miles de generaciones adaptándose a ambientes radicalmente distintos. Pero esto no ocurrió. “Existe un flujo génico continuo”, explica Liphardt. “Los genes circulan entre las poblaciones desde la base hasta la cima y viceversa”.
Para que una población pueda adaptarse pese a ese flujo génico, explica, “la selección natural tiene que ser muy intensa”. Los cambios aparecen concentrados en un reducido grupo de genes directamente relacionados con la supervivencia en ambientes extremos.
Como en una familia conocida como GSTM (Glutatión S-transferasa Mu), que está implicada tanto en la eliminación de moléculas tóxicas generadas por la falta de oxígeno como en la degradación de compuestos químicos presentes en las plantas. “Nos sorprendió muchísimo”, reconoce Liphardt. “Sabíamos que estos genes ayudan a combatir el estrés oxidativo producido por la hipoxia, pero también participan en el metabolismo de compuestos tóxicos de origen vegetal”.
Qué come un ratón a 6700 metros
A más de 6000 metros prácticamente no existe vegetación visible. Aun así, los análisis del contenido estomacal muestran restos de plantas. “Sabemos que algunas proceden de especies que crecen en las laderas”, explica Storz. “Pero no sabemos exactamente qué comen en la cumbre”. Es posible, añade, que existan pequeños parches de vegetación escondidos entre grietas y afloramientos rocosos que pasan inadvertidos para los humanos.
El análisis del contenido estomacal reveló restos de plantas que no crecen en las cumbres, entre ellas hojas de coca y ajo. Los investigadores creen que podrían proceder de residuos abandonados por montañistas. “La hoja de coca suele ser usada para combatir el mal de altura”, explica el mastozoólogo Guillermo D’Elía. “Nuestra hipótesis es que el ratón aprovechó esos restos. Ahí es como un ultrafreezer. Las cosas no se pudren ni se echan a perder”, apunta.
Resolver ese rompecabezas es el próximo objetivo del equipo. “Ahora queremos entender si esos compuestos vegetales están relacionados con las señales que encontramos en algunos genes”, explica Liphardt. Un intento más para lograr entender cómo este diminuto mamífero encontró un hogar donde los humanos solo ven roca, hielo y silencio. “Es fácil subestimar las capacidades de los animales”, reflexiona D’Elía.
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