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La radiación estelar, un arma de doble filo para la vida en otros planetas

La semana pasada, dos científicos del Instituto Carl Sagan de la Universidad de Cornell publicaban un interesante estudio con una conclusión sugerente: la alta irradiación estelar que reciben algunos de los exoplanetas descubiertos no sería un obstáculo para la supervivencia, ya que la Tierra logró engendrar vida a pesar de que en sus comienzos también estaba sometida a un elevado nivel de radiación del Sol.

En su estudio, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Lisa Kaltenegger y Jack O’Malley-James cuentan que Proxima-b, un planeta rocoso en la zona habitable de Proxima Centauri (una de las estrellas del sistema estelar más cercano a nosotros, Alfa Centauri), recibe 30 veces más radiación ultravioleta (UV) que la Tierra actual y 250 veces más bombardeo de rayos X.

En su día, estos datos desinflaron las expectativas de encontrar vida allí, ya que estos niveles de radiación se consideraban demasiado hostiles. Algo similar ocurre con otros exoplanetas potencialmente habitables que también orbitan en torno a enanas rojas, estrellas pequeñas, poco brillantes y templadas que suelen tener un comportamiento temperamental.

Kaltenegger y O’Malley-James han construido modelos de simulación computacional del ambiente de radiación UV en los cuatro exoplanetas habitables más próximos, Proxima-b, TRAPPIST-1e, Ross-128b y LHS-1140b, y con distintas composiciones atmosféricas para imponer diferentes grados de protección frente a los embates de sus estrellas, todas ellas enanas rojas. Al mismo tiempo, los dos investigadores simularon también las condiciones a lo largo de la historia de la Tierra, desde hace 3.900 millones de años hasta hoy.

Ilustración de un planeta habitable en la órbita de una estrella enana roja. Imagen de Jack O’Malley-James/Cornell University.

Ilustración de un planeta habitable en la órbita de una estrella enana roja. Imagen de Jack O’Malley-James/Cornell University.

Los resultados muestran que incluso en las peores condiciones atmosféricas y de irradiación, los exoplanetas analizados soportarían niveles de UV inferiores a los que experimentaba nuestro planeta hace 3.900 millones de años, cuando posiblemente la vida comenzaba a dar sus primeros pasos; unos primeros pasos que llegaron increíblemente lejos. “Dado que la Tierra temprana estaba habitada, mostramos que la radiación UV no debería ser un factor limitante para la habitabilidad de los planetas”, escriben los investigadores. “Nuestros mundos vecinos más cercanos permanecen como objetivos interesantes para la búsqueda de vida más allá de nuestro Sistema Solar”.

El estudio de Kaltenegger y O’Malley-James es sin duda un argumento a favor de que la vida pueda progresar en entornos más hostiles de lo que solemos imaginar (aunque no aborda otras agresiones como los rayos X). De hecho, sus implicaciones van aún más allá de lo que los autores contemplan, porque la radiación es una causa de variabilidad genética, el sustrato sobre el que actúa la evolución. La radiación mata, pero también muta: puede generar esporádicamente ciertas variantes genéticas que casualmente resulten en individuos mejor adaptados y en el primer paso hacia nuevas especies. Otro estudio reciente muestra que el sistema TRAPPIST-1 puede estar sometido a un intenso bombardeo de protones de alta energía; y una vez más, esto puede ser tan dañino para la vida como generador de diversidad.

Sin embargo, al leer el estudio es inevitable regresar al viejo problema, el principal: sí, la vida puede perdurar, pero para ello antes tiene que haber surgido. ¿Y cómo?

Hasta que un experimento logre reproducir a escala acelerada el fenómeno de la abiogénesis –un término elegante para referirse a la generación espontánea en tiempo geológico, la aparición de vida a partir de la no-vida–, o hasta que un algoritmo de Inteligencia Artificial sea capaz de simular el proceso, seguimos completamente a oscuras.

La especiación es un fenómeno continuo y abundante. La eclosión de seres complejos a partir de otros más sencillos es algo que ha ocurrido infinidad de veces a lo largo de la evolución, incluso cuando se ha hecho borrón y cuenta nueva, como pudo ser el caso de la biota ediacárica hace 542 millones de años. Pero todas las pruebas apuntan a que en 4.500 millones de años la vida solo ha surgido una única vez. Y lo cierto es que aún no tenemos la menor idea de cómo ocurrió.

Lo cual nos lleva una vez más a la misma idea planteada a menudo en este blog, y es que si la abiogénesis ha sido un fenómeno tan inconcebiblemente extraordinario y excepcional en un planeta también inusualmente raro —como conté recientemente aquí–, defender la abundancia de la vida en el universo es más un deseo pedido a una estrella fugaz que un argumento basado en ciencia. Al menos, con las pruebas que tenemos hasta ahora.

Esta ausencia de pruebas obliga a los defensores de la profusión de la vida en el universo a explicar por qué no tenemos absolutamente ninguna constancia de ello. Y a veces les empuja a esgrimir teorías que llegan a rayar en lo delirante. Como les contaré el próximo día.

Qué significa el nuevo hallazgo de Barbacid contra el cáncer

Imaginemos que un grupo de climatólogos construye un modelo de simulación computacional del cambio climático. Los científicos ponen su modelo a trabajar e imponen una condición: mañana, a las 9 en punto, cesan todas las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero en la Tierra. Después de ejecutar la simulación, el resultado es que pasado el tiempo no solo se revierten los efectos del cambio climático hasta ahora, sino que desaparece la amenaza del calentamiento en las décadas venideras (es solo un ejemplo hipotético).

Naturalmente, los científicos estimaban que los resultados podían ser favorables, ya que están actuando sobre la causa raíz, pero resultan ser más espectaculares incluso de lo que sospechaban. Sin embargo, es solo una simulación; no existe manera humana de que mañana a las 9 cesen las emisiones de gases de efecto invernadero. Y aunque de alguna manera fuera posible, los daños colaterales superarían a los beneficios: no tendríamos transporte, energía, comunicaciones, comercio, industria, agricultura… Los centros de trabajo se vaciarían, las fábricas pararían, no habría alimentos en las tiendas, ni tendríamos electricidad, telefonía, internet. Sería un apocalipsis, un colapso de la civilización.

Este caso imaginario sirve como ejemplo para ilustrar lo que ha logrado el equipo del investigador Mariano Barbacid, y que ayer se presentó en rueda de prensa en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). Barbacid y sus colaboradores han creado un modelo de simulación del cáncer de páncreas, solo que en lugar de tratarse de un algoritmo, es un modelo biológico en ratones. A continuación han impuesto a su modelo una condición drástica, la anulación de ciertos genes implicados en el cáncer y cuya inactivación, esperaban los investigadores, podía revertir el proceso canceroso. Los resultados han superado sus expectativas, logrando en varios casos una curación total.

Pero es solo una simulación. Incluso en el caso de que fuera posible anular dichos genes en los pacientes con cáncer, que hoy por hoy no lo es, los efectos secundarios serían peores que la propia enfermedad, ya que se trata de genes que desempeñan funciones esenciales en el organismo.

Imagen de archivo del investigador Mariano Barbacid. Imagen de Chema Moya / EFE.

Imagen de archivo del investigador Mariano Barbacid. Imagen de Chema Moya / EFE.

Durante la rueda de prensa, Barbacid insistió en que sus nuevos resultados, publicados en Cancer Cell, no deben despertar falsas esperanzas entre los enfermos de cáncer, y así lo han reflejado los medios. Pero también se ha dicho que el tratamiento podría estar disponible para humanos en unos cinco años. Solo que en este caso no existe ningún tratamiento.

En los centros de investigación del cáncer no es raro recibir llamadas de familiares de pacientes, amargamente rotos y deseando agarrarse al menor resquicio de esperanza, dispuestos a abrazar cualquier posible terapia, por experimental y peligrosa que sea. Pero en este caso no hay ninguna terapia que deba demorarse unos años por el proceso de ensayos clínicos. No existe ningún fármaco nuevo, sino solo una posible estrategia, un indicio de enfoque, que es y será por mucho tiempo totalmente inaplicable en humanos.

Con todo, por supuesto que la investigación de Barbacid aporta novedades enormemente valiosas. La principal, la regresión total de este tipo de cáncer en algunos casos, algo que se ha conseguido por primera vez en un modelo experimental; hasta ahora, en los modelos de cáncer de páncreas solo se habían logrado remisiones temporales. Es especialmente destacable que se haya obtenido una paralización del proceso canceroso en los ratones trasplantados con tumores humanos, ya que el cáncer de páncreas en nuestra especie es más complejo que los modelos genéticamente modificados en ratones.

De hecho, este es el dato más intrigante del estudio de Barbacid; los investigadores aún no están seguros de por qué las células tumorales humanas resultan ser tan sensibles en los ratones a esta modificación genética, ni de por qué los efectos tóxicos son mucho más leves de lo esperado.

Curiosamente, esto último parece deberse a que la supresión de uno de los genes (c-Raf) no ha anulado la función que esta enzima desempeña en los sistemas esenciales para la supervivencia celular, algo que sí sucede cuando se emplea un fármaco que inhibe dicha enzima. Lo cual sugiere que el efecto beneficioso observado en los ratones cuando se suprime este gen no está mediado por esa actividad enzimática, sino por alguna otra función de c-Raf que aún es un misterio, y que delata lo mucho que queda por conocer sobre los mecanismos moleculares del cáncer.

Si fuera posible reproducir este último efecto en humanos, se abriría una nueva vía hacia futuros tratamientos. Pero aún quedaría por superar el escollo de cómo conseguir esta inhibición selectiva, inocua para el funcionamiento de las células normales. Esto implica obtener no solo los agentes o fármacos adecuados, sino diseñar una estrategia para su acción específica en los tumores.

Actualmente se ensayan enfoques como la inmunoterapia o la optogenética (controlar funciones de los genes con luz) que pueden lograr esta acción específica. Estudios como el de Barbacid pueden dibujar la equis sobre los genes en los que sería necesario aplicar estas nuevas técnicas para aplacar la furia proliferativa de los tumores. Aún queda mucho camino por recorrer, pero al menos ya se está recorriendo.

¿Un universo rebosante de vida? ¿O la Tierra sí es un lugar especial?

La vida es un fenómeno bastante improbable. Sí, ya sé, ya sé. Se preguntarán de dónde sale esta afirmación. Realmente no es tal, sino solo una hipótesis. Pero una que hasta ahora tiene más apoyos a favor que la contraria.

Es lógico que la visión humana al respecto esté normalmente sesgada hacia el lado contrario, dado que nosotros estamos aquí y apenas conocemos otro lugar. Ningún ser humano ha pisado jamás otro planeta, y solo 12 han caminado sobre otro cuerpo celeste. Así que nos guiamos intuitivamente por lo único que conocemos: un planeta rebosante de vida.

Pensemos en alguien que ha vivido su existencia alejado de la civilización, que un día viaja a la ciudad, compra un billete de lotería y le toca el gran premio. Sin duda pensaría que es enormemente fácil, dado que desconoce las reglas del sorteo y las posibilidades de ganar. En términos de la lotería galáctica de la vida, nosotros, los agraciados, solemos pensar que los planetas habitados deben de ser inmensamente comunes en el universo, aunque en realidad no tengamos la menor idea de cuáles son las reglas concretas de la aparición de la vida ni la probabilidad real de que ocurra.

A esta idea común de que la vida debe de ser tan omnipresente en el cosmos como lo es en nuestro planeta –donde se encuentra incluso en los entornos más hostiles, desde los polos a los desiertos, pasando por los volcanes y las fosas oceánicas– han contribuido los astrofísicos, quienes durante décadas nos han hecho calar la idea de que la Tierra no es un lugar especial.

De hecho, esta visión empezó a incubarse cuando Copérnico se cargó el geocentrismo, y ha venido expandiéndose con las evidencias de que ni nuestro planeta, ni nuestro sistema solar, ni nuestra galaxia tienen esencialmente nada especial que los distinga de otros muchos millones, desde el punto de vista puramente astrofísico. A menudo se dice que la Tierra es solo un suburbio más de un sistema solar suburbial más en una galaxia suburbial más. Todo lo cual ha llevado a muchos físicos a encogerse de hombros: si en la Tierra hay vida, ¿por qué no en cualquier otro lugar?

Imagen de la Tierra desde el espacio tomada por la misión Apolo 17 en 1972. Imagen de NASA.

Imagen de la Tierra desde el espacio tomada por la misión Apolo 17 en 1972. Imagen de NASA.

Solo que esta visión es simplista. Y espero que se me entienda, no es un “simplista” con ánimo peyorativo. Es que la física es simplista por obligación. Había un viejo chiste sobre dos caballos de carreras, y un físico al que se le preguntaba cuál de los dos tenía más posibilidades de llegar primero a la meta. El físico decía: supongamos dos caballos totalmente esféricos y sin rozamiento…

Solo cuando los físicos comienzan a hundir los pies en el sucio cenagal de la química y la biología es cuando son realmente conscientes de que los caballos no son esféricos y sin rozamiento. O, como decía Carl Sagan, que “la biología es más parecida a la historia que a la física” porque “no hay predicciones en la biología, igual que no hay predicciones en la historia”. Y de que tal vez la Tierra después de todo sí sea un lugar más especial de lo que predice la astrofísica.

Sagan era astrofísico, pero hundió los pies. Otro ejemplo es el australiano Charley Lineweaver, astrofísico reconvertido en astro-bio-geólogo. En realidad, no crean que los astrobiólogos tienen más respuestas. Los astrobiólogos son un poco como un equipo de bomberos forestales en el desierto, siempre esperando a poder entrar en acción. A la espera de ese momento, exploran las posibilidades teóricas analizando las condiciones más raras y extremas en las que puede llegar a surgir un incendio.

Pero cuando un físico como Lineweaver comienza a añadir capas de complejidad a esa noción simplista que aplica a la Tierra el principio de mediocridad, descubre que quizá nuestro planeta no sea realmente un suburbio tan mediocre. Lineweaver suele ilustrar sus planteamientos con lo que llama la falacia del planeta de los simios, en alusión a la idea de que el universo debe de estar lleno de especies inteligentes porque la evolución conduce a eso; en la saga clásica, el declive de los humanos dejaba el hueco para que los simios dieran ese salto evolutivo.

Pero para Lineweaver, existe un experimento natural que prueba cómo la evolución no conduce necesariamente a la aparición de una especie tecnológica inteligente. Es su propio país, Australia; un continente separado del resto durante 100 millones de años y en el que todo lo que logró la evolución, según sus propias palabras, fueron los canguros.

Lineweaver propone que existe un “cuello de botella gaiano” (según la idea de Gaia, la Tierra como un sistema vivo autorregulado), un momento de crisis en el que todo planeta con vida naciente deriva hacia la catástrofe climática cuando la propia biología no consigue modificar el ciclo de carbonatos-silicatos para imponer unas condiciones de habitabilidad estables. Es posible que esto sucediera en Venus y Marte, y según Lineweaver la Tierra podría ser un caso insólito que consiguió superar ese cuello de botella. Con lo cual este planeta no sería un ejemplo mediocre de lo que es la norma en el universo, sino una excepción, una anomalía, un raro caso de éxito donde todos los demás fallan.

Por supuesto, la idea de Lineweaver no deja de ser otra hipótesis sin demostración. Pero quien defienda esa visión del universo rebosante de vida debe enfrentarse a la incómoda realidad de que los datos disponibles apoyan más bien lo contrario: aquí no ha venido nadie más, y en los miles de mundos ya confirmados aún no hay nada que invite fuertemente a sospechar la existencia de vida.

Cierto es que tampoco hay nada que lo excluya. Pero aunque el descubrimiento de nuevos exoplanetas ha estado afectado por un sesgo impuesto por los propios métodos de observación –por ejemplo, es más fácil descubrir planetas supergigantes gaseosos, poco aptos para la vida–, la realidad es que una vez más la Tierra sí parece ser un lugar algo especial; entre miles de mundos ya descubiertos, no parece haber tantos similares al nuestro como en un principio podría pensarse.

Lineweaver ha aportado ahora un nuevo dato más en contra de esa percepción de la Tierra como un planeta mediocre, y por tanto en contra de la idea del universo rebosante de vida. El científico australiano y sus colaboradores, los astrofísicos Sarah McIntyre y Michael Ireland, han analizado la posibilidad de que los exoplanetas rocosos conocidos hasta ahora posean un campo magnético similar al de la Tierra. El motivo, escriben los investigadores en su estudio, es que “las evidencias del Sistema Solar sugieren que, a diferencia de Venus y Marte, la presencia de un potente dipolo magnético en la Tierra ha ayudado a mantener agua líquida en su superficie”, y por tanto la vida.

Los investigadores no sostienen que la existencia de un campo magnético sea un requisito mínimo obligatorio para la vida, pero sí que aumenta sus posibilidades, al proteger el agua y la atmósfera del viento y la radiación estelar.

El resultado del estudio es que solo uno de los exoplanetas analizados, Kepler-186f, tiene un campo magnético mayor que el terrestre, “mientras que aproximadamente la mitad de los exoplanetas rocosos detectados en la región habitable de sus estrellas tienen un dipolo magnético insignificante”, escriben los investigadores.

Representación artística de Kepler-186f. Imagen de NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech.

Representación artística de Kepler-186f. Imagen de NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech.

Lineweaver y sus colaboradores se abstienen de concluir que sus datos descarten la posibilidad de vida en esos planetas, pero sí sugieren que la mayoría de los que se han descubierto en otros sistemas solares son probablemente menos hospitalarios para la vida que la Tierra. Y quien crea que hablar solo de vida basada en el agua y el carbono es reduccionista debería saber que, en realidad, es igualmente reduccionista proponer otras bioquímicas alternativas sin considerar sus numerosos e inmensos obstáculos, conocidos o no. En un futuro tal vez no lejano, es posible que los sistemas de Inteligencia Artificial puedan modelizar estas bioquímicas alternativas para tratar de obtener un veredicto sobre su plausibilidad real. Hasta entonces, son solo fantasías.

Pero en fin, al menos hay una buena noticia: Kepler-186f. Solo que, hasta ahora, ni siquiera los responsables del Instituto SETI (Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre) albergan demasiadas esperanzas de que allí exista vida inteligente…

Cuando el buen tiempo es mal tiempo

Durante el reciente vórtice polar que ultracongeló buena parte de EEUU, el bocazas de presidente Donald Trump tuiteó: “En el precioso Medio Oeste, la sensación térmica está llegando a menos 50 grados [centígrados], las temperaturas más frías jamás registradas. En los próximos días, esperen aún más frío. La gente no puede aguantar fuera ni siquiera unos minutos. ¿Qué diablos pasa con el Calentamiento Global? ¡Por favor, vuelve rápido, te necesitamos!”

 

Cómo no, el tuit recibió una avalancha de respuestas por parte de los científicos en Twitter y en la prensa. Y por si alguien aún se lo pregunta, como explicó la Administración Oceánica y Atmosferica de EEUU (NOAA), el calentamiento del mar eleva a la atmósfera más humedad, lo que resulta en tormentas invernales más potentes. Esta agencia respondió al tuit de Trump con otro, “las tormentas invernales no demuestran que el calentamiento global no esté ocurriendo”, acompañado de un dibujo muy tontorrón para que hasta el presidente pudiera entenderlo (yo creo que el dibujo iba con malicia, juzguen ustedes).

 

Pero algo que probablemente nadie le haya explicado a Trump es que el mundo no se acaba en su frontera, ni siquiera construyendo un muro. Y que mientras a los cowboys se les quedaba el lazo tieso, en Australia tienen que comprobar que no hay serpientes en el inodoro y en la ducha antes de utilizarlos. No es broma: rozando los 50 grados, los animalitos escapan del sol refugiándose en los hogares y allí buscan un lugar para darse un chapuzón. Una mujer tuvo la mala fortuna de sufrir un mordisco al sentarse en la taza sin mirar antes. Por suerte, era una pitón, no venenosa; en Australia abundan las serpientes de mordedura letal.

Por nuestras latitudes y longitudes, y aunque según la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) el pasado mes de enero ha sido normal en el conjunto del país en cuanto a temperaturas y precipitaciones, esta normalidad también parece similar a la que se obtiene si se halla la media entre el congelador de EEUU y la barbacoa australiana: en la zona donde vivo, el entorno de la sierra de Madrid, la nieve prácticamente no nos ha visitado, y la AEMET confirma la impresión subjetiva: poca lluvia y temperaturas diurnas por encima de lo normal. Este mes de febrero nos ha robado el invierno y nos mantiene en una primaverilla anticipada que resultaría muy agradable… de no ser porque no debería ser así.

Cuando se habla de los efectos del cambio climático, suelen destacarse los más inmediatos y potencialmente catastróficos a corto plazo, como la elevación del nivel del mar o las consecuencias sobre las cosechas agrícolas. Pero me gustaría recordar aquí otros que no suelen mencionarse tanto, y que son igualmente desastrosos, pues amenazan con descomponer por completo el equilibrio de los ecosistemas, del que a su vez depende la supervivencia de la biosfera de la que también nosotros formamos parte.

A lo largo de la historia de la Tierra, las condiciones ambientales han ido cambiando, como la composición de la atmósfera (incluyendo el nivel de oxígeno) o las temperaturas. Toda la vida terrestre que hoy existe es una consecuencia de cómo la evolución biológica ha ido navegando por esos cambios; si ese recorrido geoclimático y atmosférico hubiera sido diferente, tal vez la vida en la Tierra hoy sería muy distinta. Tal vez los humanos no existiríamos.

Pero incluso con los cataclismos repentinos de extinción masiva, como el impacto de grandes asteroides, la vida ha continuado abriéndose camino, colonizando hasta los hábitats más extremos. Esto no nos dice nada sobre la probabilidad de que la vida haya surgido en otros planetas, pero sí nos enseña que, una vez aparecida, es muy difícil aniquilarla por completo. La vida es un fenómeno muy resistente.

Sin embargo, estas hecatombes súbitas marcan golpes de timón en el rumbo de la evolución; las cosas no suelen volver a ser lo que eran antes. Muchas especies dominantes desaparecen, y otras comienzan a medrar aprovechando el hueco libre en la naturaleza. El caso más conocido es de los grandes dinosaurios; después de su extinción a causa del impacto de un asteroide, tanto los mamíferos como el único grupo de dinosaurios supervivientes –las aves– comenzaron a expandirse. Los expertos discuten qué habría ocurrido de no haberse producido aquella carambola cósmica, y existen diferentes hipótesis sobre cuál habría sido el destino de los dinosaurios y de los mamíferos. Pero parece lo más probable que, de un modo u otro, hoy las cosas serían diferentes.

En estos tiempos nos encontramos en mitad de una catástrofe que nosotros mismos hemos provocado. La acelerada extinción de especies debida al impacto humano sobre la biosfera ha llevado a los científicos a definir un nuevo período geológico, el Antropoceno: aquel en el cual la principal fuerza directora de los cambios en el planeta ya no es la naturaleza, sino el ser humano.

Naturalmente, esos cambios se resumen sobre todo en el calentamiento global. Y además de todos esos efectos contundentes en los que solemos pensar, existe otro que puede marcar uno de esos grandes golpes de timón en la evolución de la vida, y por lo tanto el surgimiento de una nueva era biológica; no mejor ni peor, sino distinta.

Dicho de forma resumida, la naturaleza necesita el invierno. Tal vez podría pensarse que la estación fría es como un parón en la vida, un intermedio en el que todo permanece latente a la espera de que regrese la temporada cálida y todo lo vivo vuelva a salir de sus escondites. Pero no es así. En las plantas de los climas templados existe un fenómeno llamado vernalización, consistente en que el frío dispara ciertos procesos bioquímicos que estimulan la floración. Por lo tanto, sin invierno no hay primavera, o al menos no una primavera sana y fuerte.

Ocurre algo parecido en los insectos. Los bichos han encontrado distintas estrategias para sortear el tiempo frío; algunos mueren, otros se esconden, otros duermen en diapausa, algo parecido a la hibernación. Parece razonable pensar que el invierno serviría a los insectos para fortalecer genéticamente sus poblaciones, eliminando a los individuos menos resistentes y favoreciendo la supervivencia de los más aptos. Pero hay algo más, un fenómeno sorprendente que los científicos están empezando a conocer ahora y que ya conté aquí.

Imagen de pixabay.

Imagen de pixabay.

Como expliqué, experimentos recientes han descubierto que los insectos soportan mejor el calor durante el invierno; sí, el calor. La explicación más plausible es que los cambios bioquímicos que experimentan estos animales durante la estación fría, y que les ayudan a soportar las temperaturas gélidas, les confieren como efecto secundario el superpoder de aguantar también mejor el calor.

Pero estudiando este fenómeno, los investigadores descubrieron algo curioso: ese superpoder de resistencia a temperaturas extremas que los insectos adquieren durante el invierno les sirve para soportar amplias variaciones térmicas durante la primavera; más allá de tratarse de un simple efecto colateral, podría tener una misión biológica, ya que el frío ha preparado a los bichos para aguantar los caprichos primaverales. Si se presenta una primavera más cálida de lo normal después de un invierno suave, los insectos podrían morir. Y si los insectos no están presentes para polinizar las plantas y poner en marcha todos los mecanismos adicionales que mueven en los ecosistemas, puede imaginarse cuáles serían los resultados: no, la vida en la Tierra no se va a extinguir. Pero puede que en el futuro sea muy diferente, por obra y gracia de los humanos.

Frente a todo esto, la reacción más habitual es sacar los tridentes y las antorchas contra la raza humana: somos una plaga, un virus, una lacra, etcétera, etcétera. Pero personalmente no comparto en absoluto esta misantropía nihilista. Tampoco el derrotismo funesto. Una buena parte de la grandeza de este planeta somos nosotros mismos (obviamente, nadie se atribuye a sí mismo la pertenencia a esa plaga, virus o lacra; siempre son los demás). Y uno de los elementos de esa grandeza nuestra no es otro que haber conseguido la ciencia. En la cual podremos encontrar la clave para reparar lo que hemos roto.

Los piojos han inventado uno de los pegamentos más potentes del mundo

Ayer les decía que el verdadero problema de los piojos no son los propios bichos, sino las liendres. Si estos huevos, que la hembra pone a razón de hasta 10 al día, se eliminaran fácilmente con un lavado o un cepillado, cualquier intruso en nuestras cabezas acabaría muriendo tarde o temprano sin dejar herederos a los que legar ese paisaje capilar hasta donde se extiende la vista. Sería enormemente sencillo librarnos de ellos, y probablemente los piojos se habrían extinguido mucho tiempo atrás.

Así, la mayor parte del éxito de la estrategia evolutiva del piojo, la que le ha permitido seguir infestando cada año a cientos de millones de humanos, descansa en ese firme agarre de la liendre al pelo que lo resiste casi todo, y contra el que poco pueden hacer incluso los insecticidas: el huevo solo está comunicado con el aire exterior por un poro llamado opérculo, en el que nuestras lociones apenas consiguen entrar. Digan lo que digan las campañas publicitarias, los expertos aseguran que ningún producto mata el 100% de las liendres, y ninguno de ellos es capaz de desprenderlas del pelo eficazmente.

Una liendre muerta en un pelo humano. Imagen de Gilles San Martin / Flickr / CC.

Una liendre muerta en un pelo humano. Imagen de Gilles San Martin / Flickr / CC.

Por este motivo, conocer el sistema de adhesión de la liendre al cabello es un buen primer paso para lograr, tal vez, diseñar nuevos productos antipiojos que ataquen el problema desde su raíz. Ahora, gracias a un grupo de investigadores coreanos y a su estudio publicado en la revista Scientific Reports, conocemos mucho mejor la respuesta a esta incógnita. Y la respuesta es esta: la fuerte unión de la liendre al pelo se debe a un increíble pegamento producido por los piojos hembras, y que no se parece a ningún otro conocido hasta ahora.

Analizar los componentes de la cubierta de la liendre no ha resultado tan fácil como podría preverse. Cuando los científicos quieren hacer un estudio de este tipo, lo que hacen es disolver el material de base, en este caso las liendres, utilizando algún disolvente apropiado, y después se determina la composición de la muestra líquida utilizando un aparato llamado espectrómetro de masas.

Antes se creía que la cubierta de las liendres estaba compuesta por quitina, el polisacárido (azúcar) que forma el exoesqueleto de los insectos y los crustáceos; la cáscara de la gamba, digamos. Sin embargo, estudios recientes sugerían que en su lugar parecía más bien de naturaleza proteica, así que los investigadores sumergieron las liendres en un disolvente de proteínas: la urea.

Después de este tratamiento, comprobaron que todos los embriones de los huevos habían muerto y que sus proteínas se habían disuelto en la solución de urea. Pero en cambio, las cubiertas de las liendres seguían sin inmutarse. Así que probaron con otro tratamiento más fuerte, y luego con otro, y otro. Todos fallaron. Ni los disolventes orgánicos como el DMSO (dimetilsulfóxido), el etanol o el ciclohexano, ni los detergentes de laboratorio como el SDS (dodecil sulfato sódico), el Triton X-100 o el DDAO (N-óxido de N,N-dimetildodecilamina) lograron destruir los huevos.

Ante esta especie de adamantium piojil, a los investigadores solo les quedó la opción de analizar las liendres por otros métodos indirectos y luego tratar de encajar las piezas del puzle. En primer lugar, confirmaron la naturaleza proteica de la liendre empleando una técnica llamada espectroscopía de infrarrojos de transformada de Fourier (FTIR), que es capaz de revelar las estructuras de las proteínas intactas incluso en una muestra sólida. Utilizando una sola liendre, consiguieron verificar que su cemento estaba hecho de proteínas, aunque no lograron desentrañar la estructura de estas.

A continuación pasaron al método radical: ácido clorhídrico concentrado. Por suerte, los piojos aún no han completado el camino para convertirse en los aliens de Ridley Scott. El ácido destruyó los huevos, pero también las proteínas. El resultado de este tratamiento fue una sopa de aminoácidos, los eslabones que forman las proteínas. Pero esta sopa solo contiene los eslabones sueltos, como si al agitar un libro todas sus palabras se mezclaran; imposible conocer cómo son las proteínas originales.

Sin embargo, lo que sí puede conocerse de este caldo es su lista de ingredientes, los aminoácidos concretos presentes (como glicina, alanina, valina…), y sus porcentajes. Con estos datos, los investigadores se fueron a la base de datos que contiene la secuencia del genoma del piojo. Dado que el ADN se traduce en proteínas, la tarea consistía en buscar genes de cuyas secuencias pudieran predecirse proteínas con la misma composición de aminoácidos y los mismos porcentajes que los obtenidos en la sopa de aminoácidos de liendres.

Y allí aparecieron dos genes, que los investigadores coreanos han denominado Proteína de la Cubierta de la Liendre del Piojo 1 y 2, respectivamente (en inglés, Louse Nit Sheath Protein o LNSP 1 y 2). Por último, se trataba de comprobar si efectivamente estas proteínas existían en el piojo, y de producirlas in vitro para estudiar qué hacían.

En cuanto a lo primero, el resultado mostró que los investigadores habían dado en el clavo: las LNSP 1 y 2 existen en los piojos, pero más concretamente en las hembras adultas en fase de puesta de huevos, y aún más concretamente están presentes en su glándula accesoria, la que segrega el pegamento encargado de fijar la liendre al pelo.

Para lo segundo, los autores del estudio introdujeron un fragmento del gen de la LNSP 1 en bacterias Escherichia coli, utilizadas en los laboratorios como diminutas vacas lecheras para producir cualquier proteína que se desee. De este modo, las bacterias fabricaban una LNSP 1 parcial, que luego podía purificarse para estudiar sus propiedades.

Ya al estudiar la secuencia de aminoácidos de LNSP 1 y 2, los modelos bioinformáticos utilizados por los investigadores habían pronosticado que se trataría de proteínas con una tendencia a formar cadenas β que se compactarían fuertemente en láminas β; dicho de otro modo, que serían bastante pegajosas.

Esto se confirmó al poner en marcha la producción en bacterias: a medida que aumentaba la concentración de la proteína en la solución, los investigadores vieron que se volvía pringosa, y que al evaporarse el agua era capaz de adherir un pelo humano a un tapón de plástico, o un tubo de plástico a una placa Petri.

La proteína de la liendre LNSP 1 adhiere el pelo a un tapón de plástico y un tubo a una placa Petri. Imagen de Park et al, Scientific Reports 2019 / CC.

La proteína de la liendre LNSP 1 adhiere el pelo a un tapón de plástico y un tubo a una placa Petri. Imagen de Park et al, Scientific Reports 2019 / CC.

Para evaluar el poder adhesivo de LNSP 1, los científicos lo compararon con el Tisseel, un pegamento biológico comercial que se usa en cirugía para cerrar heridas y que está compuesto por fibrina, una proteína implicada en la coagulación de la sangre. El resultado fue que el pegamento de la liendre es unas 500 veces más potente que el Tisseel, y esto solo para el fragmento parcial producido en las bacterias; según los modelos, la proteína completa será aún más potente. Y a esto se añade que probablemente el pegamento del piojo contenga otras proteínas además de LNSP 1 y 2.

De hecho, y aunque en algunos aspectos estas proteínas se parecen a la tela de araña, otras peculiaridades de sus secuencias las diferencian de cualquier otro adhesivo biológico conocido, asemejándolas más a las proteínas que se acumulan y forman grumos en el cerebro en ciertas enfermedades neurodegenerativas como el Huntington.

En resumen, todo indica que los piojos han inventado uno de los pegamentos más potentes que existen. Los investigadores sugieren que, una vez se conozca su composición con más detalle, podría desarrollarse industrialmente como adhesivo biológico de alto rendimiento. Esto ya se ha hecho, por ejemplo, con el pegamento que utilizan los mejillones para aferrarse a las rocas y a partir del cual se ha creado un adhesivo más potente que el Super Glue y resistente al agua. Al menos tal vez acabemos sacando algo aprovechable de la lacra de los piojos.

Por qué cuesta tanto librarse de los piojos

Son el terror de padres y madres, una pesadilla que suele motivar dos preguntas. La primera, más bien retórica: ¿Cómo es posible que hayamos llegado a la Luna y no hayamos conseguido librarnos de los piojos? Y la segunda, en busca desesperada de una respuesta práctica: ¿Cómo me libro de los piojos?

Respecto a la primera, ahí radica precisamente el éxito de los parásitos, en saber colocarse siempre un paso más allá de donde alcanza la manguera. Por supuesto que es fácil librarse de los piojos; basta con rapar el pelo al cero o, como hacía una que yo me sé, rociar la cabeza de los niños profusamente con Cucal. Pero como se trata de evitarles a los pobrecitos una imagen de posguerra y, sobre todo, de mantenerlos vivos, es aquí donde surge la dificultad de encontrar ese punto de equilibrio que aniquile al piojo sin dañar a su portador.

Un piojo humano. Imagen de Gilles San Martin / Wikipedia.

Un piojo humano. Imagen de Gilles San Martin / Wikipedia.

Nuestra arma principal contra ellos son los insecticidas, naturales o sintéticos, sobre todo piretroides como las piretrinas, la permetrina o la fenotrina. Estos son los compuestos presentes en la mayoría de las lociones, cremas y champús que podemos encontrar en las farmacias, ya que son relativamente inocuos para los humanos en comparación con otros insecticidas como el malatión, el carbaril o el lindano.

En los últimos años ha aumentado el uso de otra sustancia, la ivermectina, originalmente utilizada contra parásitos tropicales. A su eficacia contra los piojos se une la ventaja de que es segura para nosotros, por lo que puede también tomarse en pastillas.

Pero los parásitos avanzan un paso más allá: cuando surge espontáneamente una mutación que confiere resistencia a un insecticida, los piojos portadores acaban extendiéndose y colonizando su mundo piojil. En 2016, un inquietante estudio en EEUU que analizó más de 14.000 piojos recogidos por todo el país determinó que hasta el 98% de ellos llevaban mutaciones de resistencia a los piretroides.

También se han detectado resistencias al malatión, al carbaril y a la ivermectina, lo que pone en entredicho la futura utilidad de los antipiojos más comunes. Un estudio describió un caso en Australia de una madre y su hija cuyos superpiojos resistieron siete tratamientos con distintos insecticidas, incluyendo piretrinas, permetrina y malatión, y ni siquiera se marcharon aplicando un potente repelente de insectos.

Otra opción son las lociones basadas en dimeticona, una silicona que tiene múltiples usos (desde aditivo alimentario o lubricante para condones hasta la arena para moldear que utilizan los niños) y que envuelve los piojos, deshidratándolos o asfixiándolos. Pero aunque la publicidad de estos productos asegure que eliminan el 100% de los piojos y las liendres –los huevos–, en la práctica los resultados no son tan rotundos, ni siquiera en los ensayos clínicos controlados donde el uso correcto está garantizado.

Es más, los expertos suelen advertir que ninguno de los compuestos hoy disponibles mata el 100% de las liendres, y que por lo tanto al final no queda más remedio que recurrir al sistema más viejo del mundo, la liendrera o peine para quitar liendres; tan viejo que ya se utilizaba hace al menos 3.500 años. En 2016, un equipo de investigadores logró estudiar el genoma de restos de piojos hallados en una liendrera de la época romana, de hace unos 2.000 años, encontrada en una excavación arqueológica en Israel.

Arriba, una liendrera de la época romana (unos 2.000 años atrás) hallada en Israel. Abajo, restos de piojos (B, C y D) y de una liendre (E) hallados en la liendrera. Imagen de Amanzougaghene et al / PLOS One / CC.

Arriba, una liendrera de la época romana (unos 2.000 años atrás) hallada en Israel. Abajo, restos de piojos (B, C y D) y de una liendre (E) hallados en la liendrera. Imagen de Amanzougaghene et al / PLOS One / CC.

El método recomendado es impregnar el pelo seco con acondicionador para inmovilizar a los piojos, pasar primero un peine normal para desenredar y después dividir el cuero cabelludo en seis secciones, peinando con la liendrera desde la raíz a la punta y limpiándola después de cada pasada con una toallita de papel para comprobar si hay piojos. Claro que si este procedimiento se multiplica por cualquier número de niños mayor que uno, el despiojado acabará reemplazando a cualquier actividad que los padres y madres gusten de hacer en su tiempo libre.

El hecho de que nos resulte tan dificultoso eliminar las liendres es una muestra más de cómo los parásitos van un paso por delante: sin huevos no hay bichos; en esta época de estilismo y cuidado capilar, si no fuera por este firme agarre ya habrían desaparecido de la faz de nuestras cabezas.

Pero ¿cómo hacen los piojos para aferrar sus huevos al pelo con tanta fuerza que resisten la piscina, el mar, la ducha, el champú, el frotado, el secado, el peinado, el tinte, la gomina, el headbanging, el cardado o la laca, y que solo pueden desprenderse con las uñas o con una liendrera? Precisamente acabamos de conocer la respuesta. Mañana se lo cuento.

Las plantas no sienten dolor, pero sí son sensibles al daño

Ayer les hablé de cómo investigaciones recientes han descubierto que las plantas poseen sentidos como la vista, el oído, el olfato y el tacto, además de capacidades de comunicación, cooperación, aprendizaje por asociación, memoria, reconocimiento de especie o toma de decisiones; y que los investigadores han llegado a resumir todas estas sorprendentes habilidades como un comportamiento inteligente equiparable al de muchos animales simples. Olviden aquello de “como un vegetal”: los vegetales no son “como un vegetal”.

Les decía también que todas estas investigaciones se encuadran informalmente bajo el nombre de neurobiología vegetal, una denominación que no gusta a todos y que parece científicamente chirriante, dado que no existen neuronas en las plantas. Pero como verán unas cuantas líneas más abajo, si no tienen neuronas, en cambio sí poseen muchos de los mecanismos que permiten a las neuronas comportarse como tales. Así que, al menos mientras no se acuñe un nombre específico para los circuitos que actúan casi como neuronas en las plantas, lo de neurobiología vegetal cada vez suena menos inapropiado.

Esta neurobiología vegetal es “una revolución científica”, en opinión del filósofo Paco Calvo, uno de los expertos que estudian las proyecciones de esta nueva disciplina más allá de la ciencia; por ejemplo, sus implicaciones sociales. Porque si las plantas son seres sensibles, ¿cómo afecta esto a nuestra relación con ellas?

Evidentemente, nadie en su sano uso de razón sugiere que dejemos de comer vegetales; pero sí que tal vez debería replantearse la visión de las plantas como seres prácticamente inertes que podemos arrancar, talar, podar, dejar morir o pisotear a voluntad de forma arbitraria y sin una razón para ello. Antes incluso de muchos de estos descubrimientos recientes, la Constitución de Suiza ya reconocía la “dignidad de los seres vivos” con una mención a la protección de las plantas. Para el desarrollo de este artículo, el Comité Federal de Ética en Biotecnología No Humana dictaminó que es “moralmente inaceptable causar daño arbitrario a las plantas”; por ejemplo, “la decapitación de flores silvestres junto a la carretera sin un motivo racional”.

La nervadura de una hoja. Imagen de Jon Sullivan / Wikipedia.

La nervadura de una hoja. Imagen de Jon Sullivan / Wikipedia.

Lo cual nos lleva a una interesante pregunta: ¿pueden las plantas sentir dolor? Pero la respuesta es inmediata: el dolor es una sensación sensorial y emocional de malestar que actúa como mecanismo de defensa y como señal de alarma para que nos apartemos del estímulo doloroso, y que actúa a través de receptores específicos llamados nociceptores. Por lo tanto, la propia definición del dolor está cortada a medida de los animales con un cierto nivel de complejidad neuronal (vertebrados y algunos invertebrados); es un concepto zoocéntrico que no tiene sentido aplicar a otros seres vivos, sobre todo a aquellos que, como las plantas, carecen de nociceptores.

Pero a continuación vienen los matices: un caballo no puede comprender un chiste. Y sin embargo, que no podamos hablar del sentido del humor de un caballo no significa que estos animales no posean muchos de los mecanismos cerebrales que en nuestro caso están asociados a la risa. Y del mismo modo, las plantas son también sensibles al daño, a través de ciertas respuestas celulares que tienen algunos aspectos en común con los procesos neuronales de los animales.

Un experimento reciente ha mostrado cómo funcionan estos mecanismos, y los resultados son un argumento más para defender que en las plantas sí puede hablarse de neurobiología. Investigadores de EEUU y Japón han examinado cuál es el proceso de una respuesta ya conocida anteriormente en las plantas: si se induce un daño en un lugar, por ejemplo en una hoja, se genera una respuesta eléctrica que se propaga por toda la planta.

Esta señal se transmite a una velocidad mucho menor que en nuestras neuronas; nuestros impulsos eléctricos corren por los nervios hasta a 120 metros por segundo, mientras que en las plantas la reacción avanza a solo un milímetro por segundo. Ya decíamos ayer que las plantas tienen otro ritmo. Pero para su medida del tiempo, es una velocidad de vértigo.

Para investigar cómo se genera y se propaga esta señal, los científicos crearon una planta transgénica que produce una proteína fluorescente sensible al calcio. De este modo, cuando aumenta la cantidad de calcio en las células, la proteína se ilumina. El motivo de centrarse en el calcio fue pura coherencia biológica: este elemento actúa como señal en innumerables procesos celulares, y gracias a su carga eléctrica es también uno de los responsables de los impulsos que corren por nuestras neuronas.

A continuación, los investigadores sometieron a estas plantas a una agresión, como la mordedura de una oruga o un corte en una hoja. Y esto fue lo que vieron:

En los vídeos se observa, en tiempo acelerado, cómo la mordedura de la oruga o un daño en una parte distante de la planta producen una señal de calcio que se propaga a través de los nervios de las hojas. Estos nervios normalmente sirven a la planta para transportar agua y nutrientes; pero como se ve, también actúan de manera parecida a nuestros propios nervios, propagando una señal eléctrica mediada por el movimiento de iones de calcio.

De hecho, aquí no acaban las semejanzas entre este peculiar sistema nervioso de las plantas y el nuestro. Los investigadores se preguntaron entonces cuál era la señal primaria, la molécula que inicia esta propagación eléctrica a través del calcio. Y una vez más optaron por una hipótesis plausible: en nuestras neuronas, la señal de calcio viene disparada por el glutamato, un neurotransmisor que actúa comunicando unas neuronas con otras.

Investigaciones anteriores ya habían demostrado que las plantas también producen glutamato y que esta molécula participa en la transmisión de las señales eléctricas. Y al repetir el experimento con plantas modificadas que tienen bloqueada la acción del glutamato, los investigadores descubrieron que en este caso no hay oleada luminosa; no hay calcio ni señal eléctrica. Es más, cuando los investigadores ponían simplemente una gotita de glutamato sobre una hoja de una planta normal, observaban esto:

Es decir, que el glutamato por sí solo es capaz de imitar la señal que el daño induce en las plantas, lo que también delata la responsabilidad de este neurotransmisor (una denominación que quizá debería cambiarse) en la respuesta de los vegetales a una agresión.

Finalmente, ¿para qué le sirve a la planta esta alerta de daños que se extiende por todo su organismo? Al fin y al cabo, no puede quitarse la oruga de encima de un manotazo. Sin embargo, hay otras cosas que sí puede hacer: la señal de calcio pone en marcha mecanismos hormonales que llevan a la producción de sustancias químicas tóxicas para los insectos.

Pero eso no es todo. Aún más pasmosa es la acción de otras sustancias que las plantas producen en respuesta a las agresiones. ¿Saben ese olor a césped recién cortado? Varios estudios han demostrado que se debe a un cóctel de sustancias volátiles cuya función es actuar como atrayente de avispas; no de cualquier tipo de avispa, sino de ciertas especies parasitarias que acostumbran a poner sus huevos dentro del cuerpo de insectos herbívoros como las orugas, los depredadores de las plantas. Así, el olor a hierba cortada es en realidad una llamada de auxilio de las plantas para pedir ayuda a sus aliados.

La ‘inteligencia’ de las plantas y mi glicina rebelde

Imaginemos un ser vivo que no muere aunque se le mutilen prácticamente todas las partes de su cuerpo. Que es capaz de responder creando partes nuevas asimétricas y en las que sus funciones están distribuidas en una arquitectura modular, de modo que carece de órganos vitales visibles como nuestro cerebro o nuestro corazón. Que es capaz de enterrar su única parte más esencial para protegerse y desaparecer de la vista, pero siendo al mismo tiempo muy perceptivo sobre el mundo que le rodea. Que se alimenta de radiación estelar y se reproduce gracias al viento. Que es capaz de clonarse. Y que, además, su reloj transcurre tan despacio para nuestra medida del tiempo que a nuestra vista se camufla como un objeto inanimado.

No es una especie alienígena imaginaria. Son las plantas. En buena medida, el reino vegetal es como una forma de vida alternativa a nosotros, los animales; como un experimento de la naturaleza empleando casi las opciones opuestas a las nuestras. Naturalmente, ellas y nosotros procedemos de un antepasado único común, y en el fondo somos muy parecidos si nos fijamos en los mecanismos celulares y moleculares básicos. De hecho, compartimos con las plantas más o menos la mitad de nuestros genes (más con un plátano, por ejemplo, que con un pepino).

(Nota: como ya expliqué aquí en otra ocasión a propósito de lo que suele decirse sobre el 99% de semejanza genética entre humanos y chimpancés, este tipo de datos hay que explicarlos bien para entender qué significan, o se cometen atrocidades: si con nuestros hijos compartimos el 50% de nuestro ADN, ¿cómo es que con los chimpancés compartimos un 99%? Evidentemente, no hablamos de lo mismo en ambos casos).

Pero en la superficie, las plantas son biológicamente tan raras a nuestros ojos que durante siglos las hemos incomprendido. Había un episodio de Star Trek titulado El parpadeo de un ojo, en el que los tripulantes de la Enterprise se topaban con una raza alienígena de vida tan acelerada que los humanos apenas podían verlos. Para los scalosianos, éramos tan lentos que ni siquiera parecíamos auténticos seres vivos, motivo por el cual decidían emplear a los ocupantes de la nave como una especie de banco genético.

Del mismo modo, los humanos hemos contemplado a las plantas como seres pasivos y casi inertes, que ni sienten ni padecen. Por supuesto, sabemos que están vivas, que desempeñan funciones imprescindibles en los ecosistemas y que sin ellas no sería posible el resto de la vida terrestre, que descansa sobre ellas como escalón básico de la pirámide trófica. Pero en general, eso han sido para nosotros: alimento fresco que además decora el paisaje.

Jardín botánico en la Universidad de Friburgo. Imagen de pictures Jettcom / Wikipedia.

Jardín botánico en la Universidad de Friburgo. Imagen de pictures Jettcom / Wikipedia.

Todo esto comenzó a cambiar gracias a un puñado de investigadores que se atrevieron a preguntarse lo que nadie más osaba, y a diseñar experimentos arriesgados, como dejar caer plantas desde pequeñas alturas para medir sus reacciones. Y empezaron a aparecer resultados sorprendentes. O quizá deberíamos decir “investigadoras”; aunque hoy son varios los grupos que trabajan en esta línea, fueron mujeres como Heidi Appel, Monica Gagliano o Susan Dudley quienes comenzaron a abrir brecha en lo que hoy suele llamarse neurobiología vegetal, topándose al principio (como por otra parte debe ser) con el escepticismo de la comunidad científica.

Pero… ¿neurobiología vegetal? ¿No es esto un sinsentido tan grande como hablar del “bueno de Trump” o la “medicina homeopática”? Bueno, en cierto modo lo es. Para Gagliano, hablar de neurobiología en el caso de las plantas es “zoocéntrico”. Desde luego, es incuestionable que las plantas carecen de neuronas. Pero hasta ahora los científicos no se han puesto de acuerdo en un término mejor para designar a un conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos responsables de funciones que hasta hace unos años eran insospechadas en las plantas, y que son análogas a las que en los animales desempeñan las neuronas: cognición, comunicación, percepción, aprendizaje, memoria, toma de decisiones o incluso inteligencia.

Sí, todo esto existe en las plantas. Diversas investigaciones (repasé algunas de ellas aquí y aquí) han demostrado que las plantas, por supuesto, ven la luz, pero también a sus vecinas gracias al resol infrarrojo de la fotosíntesis, y que tienen un reloj interno que sincronizan de vez en cuando con el sol; sienten el tacto, respondiendo con cambios en sus genes; saben diferenciar entre arriba y abajo; se comunican entre sí oliendo señales químicas; oyen los mordiscos de las orugas y reaccionan produciendo sustancias defensivas, advirtiendo con ellas a otras plantas; escuchan el ruido de las tuberías para buscar el agua (no solo siguen la humedad, sino también el sonido); recuerdan experiencias pasadas, aprenden por asociación de estímulos como los perros de Pavlov, pueden ser anestesiadas, reconocen a sus parientes y los ayudan…

Y lo más importante, todos estos procesos no generan respuestas automáticas programadas, sino que les sirven para tomar decisiones complejas en función de los estímulos externos. Con todo ello, los científicos están aceptando la idea de que las plantas muestran un “comportamiento inteligente” similar al de ciertos animales. Algunos incluso ya no tienen reparos en hablar de la “inteligencia de las plantas”.

Una oruga comiendo hojas de una planta. Imagen de pixabay.

Una oruga comiendo hojas de una planta. Imagen de pixabay.

Tengo una curiosa experiencia personal reciente que me trajo a la memoria todas estas asombrosas capacidades de las plantas. En la entrada de mi casa hay un pequeño arco de hierro que quería cubrir con los tallos de una glicina (Wisteria). Así que el pasado verano enrollé los brotes alrededor del arco. Pero a medida que crecían, observé que no seguían abrazando el arco de hierro, sino que en su lugar estaban tendiéndose hacia las ramas de un madroño que crece junto a la glicina. Volví a enrollar los tallos, y a los pocos días descubrí de nuevo lo mismo: la glicina crecía en línea recta sin curvarse, apartándose del arco y buscando el madroño. Y así, una y otra vez; solo logré que los tallos por fin cubrieran el arco enrollándolos a mano.

Según la teoría, la glicina debería obedecer mis órdenes y crecer enrollándose en la guía de hierro. Esta es una respuesta llamada tigmotropismo, que es otra consecuencia del sentido del tacto en algunas plantas. Cuando tocan una superficie, se producen ciertas reacciones en las células mediadas por hormonas vegetales como la auxina y el etileno, pero en las que también intervienen canales iónicos que modifican el potencial eléctrico de las membranas celulares (por cierto, lo mismo que ocurre en nuestras neuronas; va a ser que no es tan disparatado hablar de neurobiología vegetal).

Como resultado de estas reacciones, la cara del brote opuesta a la que está en contacto con la superficie crece más deprisa, lo que curva el tallo y lo hace enrollarse alrededor de la guía. Pero en el caso de mi glicina, se negaba a hacer lo que los libros dicen que debería hacer, como si otra influencia más potente estuviera inhibiendo el tigmotropismo. ¿Por qué parecía encaprichada en alcanzar el madroño? Y aún más, ¿cómo diablos sabía la glicina que el madroño estaba allí?

Evidentemente, no lo sé, y al fin y al cabo es una mera observación puntual sin ningún valor más allá de lo anecdótico. Pero hay algo también evidente: las plantas trepadoras como la glicina han evolucionado aprendiendo a trepar sobre otras plantas, no sobre arcos de hierro. Y entre las diferencias entre una planta y un arco de hierro, destaca una fundamental que he mencionado arriba: las plantas son capaces de segregar sustancias volátiles para comunicarse, algo que no hacen los arcos de hierro.

Flores de glicina (Wisteria). Imagen de pixabay.

Flores de glicina (Wisteria). Imagen de pixabay.

¿Sería así como mi glicina estaba detectando el madroño? No tengo la menor idea, y es una simple especulación. Todavía es mucho lo que no se conoce sobre las plantas, que guardan sus secretos en silencio; incluso el tigmotropismo aún no se comprende del todo. Pero a poco que nos molestemos en contemplarlas con algo de paciencia, como comenzaron a hacer esas científicas pioneras y otros investigadores, descubriremos que no son los seres pasivos e inertes que creíamos, sino casi alienígenas de extrañas costumbres en nuestro propio planeta.

Mañana contaré otro sorprendente experimento reciente que nos adentra un poco más en esa alucinante vida secreta de las plantas. Y que responde a una sugerente pregunta: ¿pueden las plantas sentir dolor? Si les interesa saber la respuesta, vuelvan a por más.

…Y eso fue todo con el fiasco del experimento biológico lunar de China

Hace unos días conté aquí que la sonda china Chang’e 4, el primer aparato posado en la cara oculta de la Luna, llevaba el primer experimento de crecimiento de vida en otro cuerpo celeste distinto de la Tierra: un bote de aluminio de unos 3,6 litros con tierra, agua y nutrientes para crear una minibiosfera con unas pocas especies de plantas y animales.

Pese al enorme interés del experimento, sobre todo para la comunidad de biólogos, nos quedamos con hambre de conocer los detalles, debido a la escasez de información que facilitan las autoridades chinas. Pudimos saber que lo difundido en numerosos medios sobre la presencia de huevos de gusanos de seda en la minibiosfera era falso. El bulo nació de unas declaraciones publicadas meses antes del experimento, pero era evidente que de ningún modo los gusanitos podrían sobrevivir sin… la morera de toda la vida. Finalmente la agencia estatal Xinhua publicó la lista de las especies presentes en el contenedor: algodón, colza, patata, arabidopsis, levadura y mosca de la fruta.

Pero poco más pudimos saber, por no decir nada más. Dado que, según lo publicado, 28 universidades chinas participaban en la minibiosfera lunar, parecía tratarse de un experimento de gran envergadura y complejo diseño, que podría revelar innumerables pistas sobre la posibilidad de crear hábitats autosuficientes fuera de la Tierra. ¿Qué datos iban a recogerse? ¿Cuándo podríamos conocer los resultados del experimento? Estábamos en ascuas.

Hasta que el globo lunar se nos ha pinchado. El pasado martes, Xinhua publicaba un bombazo: “La Luna ve el primer brote de una semilla de algodón”. Por primera vez en la historia de la humanidad un organismo crecía sobre otra superficie distinta de la terrestre, un momento histórico para la ciencia. La noticia se acompañaba con una foto en la que, según nos decían, se observaba ese bebé de planta de algodón naciendo sobre la tierra de la maceta lunar.

El brote de algodón en el experimento lunar. Imagen de Chongqing University.

El brote de algodón en el experimento lunar. Imagen de Chongqing University.

Las campanas repicaron en los medios del planeta: ¡un hito de la exploración espacial! ¡La primera vez que un organismo crece en la Luna!

Pero… espera. Resulta que si se leía la noticia completa publicada por Xinhua, hacia la mitad del texto uno se encontraba con esto:

La sonda Chang’e 4 ha entrado en “modo dormido” el domingo, a medida que caía la primera noche lunar tras el aterrizaje de la sonda. La temperatura podría descender hasta -170 °C.

“La vida en el contenedor no sobrevivirá a la noche lunar”, dijo el diseñador jefe del experimento, Xie Gengxin, de la Universidad de Chongqing.

El experimento ha terminado. Los organismos se descompondrán gradualmente en el contenedor sellado y no afectarán al medio ambiente lunar, ha dicho la Administración Nacional Espacial de China (CNSA).

¿Cómo? ¿En serio? ¿Veintiocho universidades participando en el experimento, y no se ha tenido en cuenta que la noche lunar iba a caer a los pocos días del alunizaje de la sonda? ¿Qué hay de las semillas de colza, patata y arabidopsis, de las levaduras y de los huevos de mosca? ¿No se ha previsto un sistema de calefacción que se mantuviera activo durante la noche lunar para mantener la minibiosfera a una temperatura compatible con la vida? ¿De verdad eso ha sido todo?

Minibiosfera lunar de la sonda Chang'e 4. Imagen de Chongqing University.

Minibiosfera lunar de la sonda Chang’e 4. Imagen de Chongqing University.

Es más, luego se supo que las primeras imágenes circuladas por los medios chinos, en las que se veía claramente un vigoroso brote verde creciendo sobre la tierra de la minibiosfera y que se publicaron en un primer momento como prueba del éxito del experimento, en realidad no correspondían a la minibiosfera lunar, sino a una réplica en tierra… Más confusión a añadir a este estrambótico episodio que comenzó como el experimento biológico del siglo para saldarse con el primer cubo de basura en la Luna, y que es realmente díficil no calificar como gran fiasco.

Brote de algodón en una réplica del experimento lunar en tierra. Imagen de Chongqing University.

Brote de algodón en una réplica del experimento lunar en tierra. Imagen de Chongqing University.

No, China no ha enviado gusanos de seda a la Luna, por una razón muy simple

Entre los diversos experimentos que la sonda china Chang’e 4 está llevando a cabo en la cara oculta de la Luna, los medios han mencionado la presencia de una minibiosfera, un pequeño contenedor sellado cuyo propósito es estudiar el desarrollo de ciertas especies terrestres en un hábitat de condiciones controladas sobre la superficie lunar. Según contaron la mayoría de los medios, la minibiosfera contiene semillas de algunas plantas como la patata, además de huevos de gusanos de seda. Lo cual resulta muy apropiado para una misión china, aparte de dar un buen titular.

Pero ¿realmente la Chang’e 4 lleva huevos de gusanos de seda?

No, no los lleva. Y la razón principal por la que esto no es posible es la más simple que pueda imaginarse: ¿qué iban a comer?

Gusanos de seda. Imagen de Fastily / Wikipedia.

Gusanos de seda. Imagen de Fastily / Wikipedia.

Entre los muchos logros científicos y tecnológicos del ser humano, no se cuenta el haber convencido a los gusanos de seda para que coman otro alimento diferente de las hojas de morera y otro puñado de especies relacionadas. Dado que la minibiosfera lunar de la Chang’e 4 solo lleva semillas de plantas, difícilmente sería viable conseguir una producción de hojas con la suficiente rapidez para abastecer a los voraces gusanitos una vez que los huevos eclosionaran. Morirían sin remedio.

Pero si es imposible que la Chang’e 4 lleve huevos de gusanos de seda, ¿por qué prácticamente todos los medios han contado esta historia? La explicación hay que buscarla en lo que ayer comenté sobre la escasa transparencia de la ciencia china.

En el campo de la exploración espacial, EEUU lleva una clara delantera en lo referente a información y comunicación; cualquier misión cuenta con una o varias miniwebs dedicadas, además de las páginas de las instituciones implicadas donde los científicos e ingenieros cuentan los proyectos y experimentos con todo lujo de detalles. A esto se añaden equipos de comunicación formados por verdaderos profesionales (debería ser siempre así, pero no lo es) que mantienen una intensa actividad en los distintos canales informativos. Incluso a nuestra Agencia Europea del Espacio (ESA) le cuesta alcanzar ese listón, que para otros países como Rusia o China está a una altura estratosférica.

En concreto, la versión en inglés de la web de la Adminsitración Nacional Espacial de China (CNSA) resulta muy escasa, sin detalles sobre misiones y con informaciones demasiado escuetas firmadas por la todopoderosa Xinhua, la agencia de prensa oficial del gobierno. Incluso la versión original en chino (el traductor de Google no hace milagros, pero sí apaños) parece más institucional que informativa.

Entonces, ¿dónde podemos encontrar información detallada y fiable sobre el proyecto de la minibiosfera lunar? Es posible que la historia original sobre los gusanos de seda proceda de una noticia publicada por Xinhua en abril de 2018, ocho meses antes del lanzamiento de la misión Chang’e 4. En aquella historia se decía que la CNSA había seleccionado el proyecto de entre más de 200 propuestas, y que contaba con la participación de 28 universidades chinas bajo la dirección de la Universidad de Chongqing.

Según la información de Xinhua, la minibiosfera constaría de un recipiente cilíndrico de aleación de aluminio de 18 cm de altura y 16 cm de diámetro, con un volumen neto de 0,8 litros (lo cual invita a suponer que el resto hasta los 3,6 litros estará ocupado por los equipos) y un peso de 3 kilos. Contendría agua, nutrientes y aire, además de instrumentos como una cámara y un transmisor de datos. La luz solar entraría a través de un tubo. En cuanto a las especies que vivirían en este pequeño mundo, Xinhua mencionaba semillas de patata y arabidopsis (una planta empleada como modelo vegetal en los laboratorios), y “probablemente algunos huevos de gusanos de seda”.

El esquema parecía más o menos claro: las plantas mantendrían el nivel de oxígeno en la minibiosfera mediante la fotosíntesis, que reconvertiría en oxígeno el CO2 producido por la respiración de los gusanos mientras crecen comiendo… espera, ¿comiendo… qué?

Parece que este pequeño detalle no estaba contemplado en aquella explicación del experimento, que Xinhua atribuía a “una conferencia sobre innovación científica y tecnológica de la Municipalidad de Chongqing”; no exactamente el tipo de fuente oficial que uno esperaría. Pero parece que aquella idea sobre los gusanos de seda fue recogida por algunos medios occidentales, y luego rebotada de unos a otros, hasta que los gusanos espaciales llegaron a servir de titular en los telediarios e incluso a colarse en la Wikipedia.

Salvo que jamás han existido. La lista (presuntamente) real de las especies presentes en la minibiosfera lunar de la Chang’e 4 la facilitaba Xinhua después del alunizaje de la sonda, el 3 de enero: algodón, colza, patata, arabidopsis, levadura y mosca de la fruta. Esto ya tiene bastante más sentido: las plantas requieren luz, agua y nutrientes, la levadura produce unos nutrientes a partir de otros sin necesidad de luz y las moscas de la fruta son poco exigentes en su alimentación, bastándose con caldos de cultivo como los que se utilizan para criarlas en los laboratorios.

Así pues, nada de gusanos de seda. Pero más allá de aclarar este falso dato, ¿cuáles son los detalles del experimento? Gusanos o no, es la primera vez que especies terrestres van a vivir y crecer en la Luna; si todo funciona según lo previsto, incluso habrá flores, las de arabidopsis. Pero aparte de la webcam que retransmitirá el devenir de aquel minúsculo jardín lunar, ¿con qué sensores cuenta el recipiente? ¿Qué datos van a recogerse? ¿Cuáles son los resultados esperados? A pesar de tratarse del primer experimento de vida en otro cuerpo celeste distinto de la Tierra (que sepamos, el primero en todo el universo), parece que con la ciencia china vamos a quedarnos, una vez más, a oscuras.