Hay animales capaces de vivir en lugares donde casi ningún otro organismo podría hacerlo. Algunos soportan temperaturas extremas, otros sobreviven a largos periodos de sequía y unos pocos han desarrollado mecanismos para resistir concentraciones de radiación que resultarían letales para prácticamente cualquier ser vivo. Pero existe un grupo que parece haber llevado esta capacidad hasta un límite difícil de imaginar.
Son los tardígrados.
Conocidos popularmente como osos de agua, estos diminutos invertebrados, que normalmente miden menos de un milímetro, poseen una combinación de características anatómicas, fisiológicas y moleculares que les permite sobrevivir a la desecación extrema, al frío intenso, a determinadas temperaturas elevadas, a elevadas dosis de radiación e incluso al vacío del espacio. El phylum Tardigrada comprende actualmente más de un millar de especies descritas, distribuidas por ambientes marinos, dulceacuícolas y terrestres.
Pero hay algo todavía más sorprendente: los tardígrados no son especialmente resistentes cuando están activos. Su verdadero secreto consiste en poder reducir drásticamente su actividad metabólica cuando las condiciones ambientales dejan de ser compatibles con la vida. Mediante distintos estados de criptobiosis, y especialmente mediante la anhidrobiosis provocada por la pérdida casi completa de agua, consiguen atravesar periodos que resultarían letales para la inmensa mayoría de los animales.
Y es precisamente ahí donde comienza su extraordinaria historia evolutiva.
El primer tardígrado conocido fue descrito en 1773 por el naturalista alemán Johann August Ephraim Goeze, que quedó sorprendido ante aquel diminuto animal de aspecto rechoncho y patas cortas que había encontrado entre el musgo. Lo denominó kleiner Wasserbär, literalmente «pequeño oso de agua», un nombre que acabaría convirtiéndose en una de las denominaciones populares más conocidas de estos animales.
Pocos años después, en 1777, el italiano Lazzaro Spallanzani estudió aquellos extraños animales y utilizó el término Tardigrada, procedente del latín tardus —lento— y gradus —paso—, en referencia a su peculiar forma de desplazarse. El nombre se mantiene hoy en día como denominación científica del filo.
Actualmente sabemos que los tardígrados constituyen un filo independiente, Tardigrada, incluido dentro de Ecdysozoa, el gran linaje de animales caracterizado, entre otras cosas, por crecer mediante mudas de una cubierta externa. Dentro de este gran grupo, los tardígrados forman parte de Panarthropoda junto con los artrópodos y los onicóforos. Su posición exacta dentro de Panarthropoda ha sido objeto de debate. Los análisis morfológicos y moleculares han propuesto diferentes hipótesis sobre las relaciones entre tardígrados, artrópodos y onicóforos, aunque los tres linajes son considerados integrantes de Panarthropoda. La peculiar evolución morfológica de los tardígrados y su reducido tamaño hacen especialmente difícil establecer algunas homologías con otros grupos animales.
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| Microfotografía de un tardígrado tomada con microscopio electrónico de barrido. Fuente. |
El cuerpo de un tardígrado parece sencillo a primera vista. Tiene forma alargada, una cabeza diferenciada y cuatro pares de patas, pero presenta una organización anatómica extraordinariamente especializada. Las patas son lobopodios y normalmente terminan en uñas o estructuras digitiformes, mientras que el cuerpo está protegido por una cutícula que debe ser mudada durante el crecimiento.
Su aparato bucal resulta especialmente llamativo. Muchos tardígrados poseen un tubo bucal equipado con estiletes, estructuras rígidas semejantes a diminutas agujas que utilizan para perforar células. Un aparato faríngeo muscular permite posteriormente succionar el contenido de las células perforadas. Dependiendo de la especie, pueden alimentarse de algas, bacterias, hongos o células vegetales, mientras que determinadas especies son depredadoras y consumen otros microorganismos y pequeños invertebrados.
Pero la característica que verdaderamente diferencia a los tardígrados de casi todos los demás animales no está en sus patas ni en su aparato digestivo.
Está en sus células.
Cuando un tardígrado dispone de agua, se comporta como cualquier otro pequeño animal: se alimenta, crece, se mueve y se reproduce. Sin embargo, cuando el ambiente comienza a secarse, determinadas especies pueden perder prácticamente toda el agua de su organismo y transformarse en una estructura compacta conocida como tun. El tun constituye una de las manifestaciones más espectaculares de la criptobiosis, un estado en el que la actividad metabólica queda reducida a niveles extremadamente bajos. El cuerpo se contrae, las patas quedan retraídas y el animal adquiere una forma compacta que reduce las alteraciones físicas y químicas provocadas por la ausencia de agua.
Esto resulta crucial porque muchos de los daños provocados por la deshidratación dependen precisamente de que las reacciones químicas continúen produciéndose. Cuando el agua desaparece, las proteínas pueden perder su estructura, las membranas celulares pueden deteriorarse y las moléculas esenciales pueden sufrir daños. Los tardígrados han desarrollado mecanismos que permiten proteger estas estructuras durante la deshidratación y recuperar posteriormente su actividad cuando vuelve el agua.
Entre estos mecanismos destacan diversas proteínas intrínsecamente desordenadas específicas de los tardígrados, entre ellas las denominadas proteínas CAHS (proteínas citoplasmáticas abundantes solubles en calor). Estas moléculas pueden estabilizar estructuras celulares durante la desecación y contribuir a que determinados componentes biológicos adopten un estado protector parecido a un material vítreo. Los experimentos demostraron que estas proteínas son necesarias para la tolerancia a la desecación y que, cuando se expresan en otros organismos, pueden incrementar su resistencia al secado.
Durante mucho tiempo se pensó que un azúcar denominado trehalosa desempeñaba un papel fundamental en la resistencia de los tardígrados a la desecación. Sin embargo, los estudios demostraron que algunas especies presentan niveles bajos o incluso indetectables de este azúcar, lo que indica que la resistencia a la desecación de los tardígrados no puede explicarse simplemente mediante el mecanismo utilizado por otros organismos anhidrobióticos.
Investigaciones posteriores han permitido comprender mejor el funcionamiento de estas proteínas. Un estudio publicado en 2023 analizó la proteína CAHS D y comprobó que su función protectora no consiste simplemente en retener grandes cantidades de agua durante la desecación. La proteína interactúa con la pequeña cantidad de agua que permanece en el sistema, proporcionando una posible explicación adicional de cómo contribuye a la tolerancia a la desecación.
Cuando las condiciones ambientales vuelven a ser favorables, el tardígrado puede rehidratarse y recuperar progresivamente su actividad. En cierto sentido, se trata de una estrategia que recuerda a pulsar el botón de pausa de un animal: mientras el ambiente permanece inhabitable, el metabolismo queda prácticamente detenido; cuando vuelve el agua, la actividad biológica se reanuda.
El nombre «oso de agua» puede inducir a error, porque los tardígrados no son exclusivamente acuáticos. Existen especies marinas, dulceacuícolas y terrestres, y muchas de estas últimas viven asociadas a musgos, líquenes, hojarasca y películas microscópicas de agua presentes en el suelo.
Esta forma de vida explica en buena medida su extraordinaria resistencia. Para un tardígrado terrestre, la desecación no constituye necesariamente un acontecimiento excepcional, sino una circunstancia que puede repetirse a lo largo de su vida. Cuando el sustrato se humedece, el animal puede recuperar su actividad; cuando vuelve a secarse, entra nuevamente en un estado criptobiótico.
Los tardígrados presentan una distribución prácticamente cosmopolita. Se encuentran desde ambientes marinos y costeros hasta aguas continentales, bosques, suelos, desiertos y regiones polares. Su pequeño tamaño y su asociación con partículas de suelo, musgos y otros sustratos facilitan además su dispersión a diferentes lugares del planeta.
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| Microfotografía de un tardígrado a microscopio óptico. Copyright: Philippe Garcelon. Fuente. |
En cuanto a su reproducción, el filo presenta una diversidad considerable. Existen especies con sexos separados, hermafroditas y especies capaces de reproducirse mediante partenogénesis. Los huevos pueden presentar estructuras ornamentales muy características y, dependiendo del grupo, pueden depositarse en el ambiente o quedar asociados a la muda de la hembra.
La fama mundial de los tardígrados procede, sin embargo, de los experimentos realizados durante las últimas décadas. Uno de los primeros descubrimientos importantes fue comprobar que determinados ejemplares deshidratados podían sobrevivir durante periodos prolongados y recuperar posteriormente su actividad al ser rehidratados. Esta capacidad convirtió a los tardígrados en uno de los principales modelos animales para estudiar los mecanismos de supervivencia frente a la desecación.
En investigaciones posteriores se comprobó que determinados tardígrados en criptobiosis podían soportar temperaturas extremadamente bajas y elevadas dosis de radiación ionizante. Es importante señalar, no obstante, que la resistencia depende de la especie, del estado fisiológico del animal, de la duración de la exposición y de otros factores experimentales.
Uno de los experimentos más famosos llegó en 2007, cuando diferentes especies de tardígrados fueron enviadas al espacio durante la misión FOTON-M3 de la Agencia Espacial Europea. El experimento TARDIS (Tardigrades in Space) permitió comprobar que algunos tardígrados deshidratados podían sobrevivir a la exposición al vacío espacial. Algunos ejemplares incluso consiguieron recuperarse después de una exposición combinada al vacío y a la radiación solar, convirtiéndose en los primeros animales conocidos capaces de superar semejante combinación de condiciones.
Sin embargo, existe una importante matización. La resistencia al vacío espacial no significa que los tardígrados sean inmunes a toda la radiación del espacio. La radiación ultravioleta solar sin filtrar resultó mucho más dañina y redujo considerablemente la supervivencia. Lo extraordinario del experimento fue demostrar que determinados tardígrados en estado criptobiótico podían sobrevivir al vacío espacial y, en algunos casos, a una exposición simultánea a determinadas formas de radiación.
En 2016 tuvo lugar otro descubrimiento revolucionario. Un estudio publicado en Nature Communications identificó en Ramazzottius varieornatus una proteína denominada Dsup, abreviatura de damage suppressor protein (proteína supresora de daño). Los investigadores demostraron que esta proteína podía asociarse al ADN y reducir determinados daños provocados por radiación. Cuando el gen correspondiente fue introducido experimentalmente en células humanas cultivadas, estas mostraron una mayor resistencia frente a determinados daños asociados a la radiación.
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| El tardígrado Ramazzottius varieornatus en sus dos formas, criptobiótica y activa. Es uno de los tardígrados más resistentes a condiciones extremas. Fuente. |
Este descubrimiento cambió la percepción de la resistencia de los tardígrados. Ya no se trataba únicamente de un fenómeno relacionado con la deshidratación, sino también de un conjunto de adaptaciones moleculares capaces de proteger directamente moléculas fundamentales como el ADN. Dsup se convirtió así en uno de los ejemplos más conocidos de cómo la evolución de los tardígrados ha generado proteínas que no tienen equivalentes evidentes en otros animales.
Las investigaciones más recientes han demostrado, además, que Dsup está lejos de explicar por sí sola toda la resistencia de estos animales. Un estudio publicado en Science en 2024 sobre Hypsibius henanensis identificó varios mecanismos relacionados con la tolerancia a la radiación, incluyendo la producción de pigmentos antioxidantes mediante DODA1, la reparación del ADN asociada a la proteína TRID1 y mecanismos metabólicos que favorecen la regeneración de NAD+ y la reparación del ADN.
Este aspecto resulta particularmente interesante porque demuestra que no existe un único «gen de la inmortalidad» que convierta a los tardígrados en animales indestructibles. Su resistencia es el resultado de una auténtica batería de adaptaciones moleculares que actúan conjuntamente: proteínas protectoras, mecanismos antioxidantes, sistemas de reparación del ADN y estrategias metabólicas que permiten sobrevivir cuando las condiciones ambientales se vuelven extremadamente desfavorables.
La resistencia de los tardígrados también ha despertado un enorme interés biotecnológico. Las proteínas implicadas en la tolerancia a la desecación están siendo investigadas por su potencial para estabilizar moléculas biológicas y favorecer la conservación de determinados materiales biológicos sin necesidad de mantenerlos constantemente refrigerados. Esto podría tener aplicaciones futuras en campos como la conservación de medicamentos, vacunas, enzimas y otros productos sensibles a la deshidratación.
También se investiga el posible aprovechamiento de proteínas como Dsup para proteger células frente a determinados daños producidos por radiación. Sin embargo, todavía estamos lejos de convertir estos descubrimientos en una tecnología capaz de proporcionar a los seres humanos una resistencia comparable a la de los tardígrados. Los resultados obtenidos en células cultivadas no deben confundirse con una aplicación médica demostrada en personas.
A pesar de su fama, los tardígrados no son inmortales. Tampoco pueden vivir indefinidamente en cualquier ambiente ni permanecer activos a temperaturas extremas o en el vacío espacial. La mayoría de sus capacidades más espectaculares están relacionadas con estados criptobióticos y con determinadas especies y condiciones experimentales. Cuando están activos, siguen siendo animales microscópicos con unas necesidades fisiológicas relativamente normales.
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| Imagen a microscopio óptico de una hembra de tardígrado portando huevos en su interior. Fuente. |
Quizá la característica más fascinante de los tardígrados no sea que soporten el frío, el calor, la radiación o el vacío.
Es que han encontrado una forma de esperar.
Cuando el ambiente se vuelve inhabitable, no necesitan luchar contra él. No necesitan alimentarse, crecer ni reproducirse. Reducen drásticamente su metabolismo, protegen sus moléculas esenciales, estabilizan sus estructuras celulares y esperan.
La investigación moderna está demostrando que detrás de esa estrategia aparentemente sencilla existe una sofisticada red de proteínas, mecanismos de reparación del ADN, sistemas antioxidantes y modificaciones metabólicas. Los tardígrados no son pequeños animales indestructibles. Son, más bien, animales que han desarrollado una extraordinaria capacidad para posponer la vida hasta que las condiciones vuelvan a ser favorables.
Y quizá por eso resulten tan fascinantes para la ciencia. Gracias a ellos podemos descubrir hasta dónde puede llegar la vida cuando la evolución dispone de cientos de millones de años para encontrar soluciones a uno de los problemas más antiguos de nuestro planeta: la desaparición temporal del agua y la aparición de condiciones ambientales incompatibles con la actividad biológica normal.
Los tardígrados parecen haber encontrado una solución extraordinariamente elegante. Cuando el mundo se vuelve inhabitable, detienen la vida, protegen lo esencial y esperan.
Y cuando el agua regresa, vuelven a caminar.
Más información sobre los tardígrados:
Vídeo sobre la capacidad de supervivencia de los tardígrados (audio en castellano)
En este vídeo se puede ver cómo eclosionan los huevos dentro de la exuvia (audio en inglés)
Video sobre como encontrar tardígrados (audio en español)
https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/misterio-tardigrados-luna-sonda-beresheet_21764
https://www.marinespecies.org/tardigrada/
https://www.amnh.org/explore/news-blogs/tartigrades
https://www.nationalgeographic.com/animals/invertebrates/facts/tardigrades-water-bears
https://es.wired.com/articulos/una-proteina-de-los-tardigrados-podria-ser-la-clave-para-que-los-pacientes-de-cancer-toleren-las-radioterapias
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0799
https://es.wikipedia.org/wiki/Tardigrada
