Cuando cae la nieve, la mayoría de los insectos desaparecen. Salen moscas de la nieve. Se arrastran por la superficie a temperaturas bajo cero y se mantienen activos en condiciones que cerrarían casi cualquier otra cosa.
Dependen de una combinación inusual de estrategias para mantenerse activos: proteínas anticongelantes que impiden que el hielo se propague por sus cuerpos y la capacidad de generar pequeñas cantidades de calor desde dentro, una combinación de rasgos más comúnmente asociados con los peces y mamíferos de sangre caliente del Ártico que con los insectos. Los hallazgos fueron publicados en Current Biology.
“Los insectos tienen sangre fría, por lo que están a merced de la temperatura exterior”, afirmó el director del estudio, Marco Gallio, en un comunicado de prensa. “Pero tienen una capacidad alucinante para adaptarse a los extremos.
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Cómo las moscas de la nieve se mantienen activas bajo cero
Para comprender cómo las moscas de las nieves manejan esto, los investigadores primero examinaron su composición genética, esencialmente mapeando las herramientas biológicas que les permiten funcionar en condiciones de frío extremo.
Muchos de los genes de los que dependen las moscas no coinciden con nada en las bases de datos existentes, lo que sugiere que estos insectos utilizan adaptaciones que aún son en gran medida desconocidas para la ciencia.
“No pudimos encontrar muchos de los genes en ninguna base de datos”, dijo Gallio. “Al principio pensé que debíamos haber secuenciado algunas especies exóticas. Es muy raro que un gen activo, que produce una proteína, no tenga una coincidencia”.
Finalmente, el equipo identificó genes responsables de la producción de proteínas anticongelantes. Estas proteínas se unen a los cristales de hielo y evitan que crezcan, protegiendo a las células del daño por congelación. Existen proteínas similares en los peces del Ártico, lo que demuestra que organismos muy diferentes pueden llegar a soluciones comparables para sobrevivir al frío.
Para confirmar cómo funcionan estas proteínas, los investigadores diseñaron moscas de la fruta para producir una de las proteínas y luego las expusieron a temperaturas bajo cero. Las moscas modificadas tenían muchas más probabilidades de sobrevivir, lo que demuestra que la proteína actúa como un bloqueador de hielo microscópico, evitando que se propague la congelación.
Una forma integrada de generar calor
Además de las proteínas anticongelantes, los investigadores encontraron evidencia de que las moscas de la nieve también pueden generar calor internamente, una habilidad poco común en los insectos.
Los datos genéticos apuntaban a procesos similares a los utilizados por los mamíferos para producir calor. En animales como los osos y las marmotas, el tejido especializado quema energía para generar calor en lugar de almacenarlo. Las moscas de la nieve parecen utilizar una estrategia comparable, pero a una escala mucho menor.
Para probar esto, los investigadores midieron la temperatura interna de los insectos mientras bajaban el ambiente circundante por debajo del punto de congelación. Las moscas de la nieve se mantuvieron consistentemente ligeramente más cálidas de lo esperado, unos pocos grados en comparación con otros insectos expuestos a las mismas condiciones.
“Otros insectos, como las abejas y las polillas, tiemblan para aumentar su calor”, dijo el coautor Marcus Stensmyr en un comunicado de prensa. “Pero no encontramos evidencia de escalofríos”.
En cambio, el calor parece generarse a nivel celular. Incluso un pequeño aumento de temperatura puede retardar o evitar la congelación, dando a los insectos más tiempo para moverse o buscar refugio a medida que cambian las condiciones.
Construido para funcionar en el frío
Las moscas de la nieve no sólo resisten el congelamiento, sino que también parecen menos sensibles al daño que puede causar el frío.
En la mayoría de los animales, la exposición al frío extremo desencadena una fuerte respuesta sensorial que los anima a alejarse. Esa reacción es impulsada por receptores que detectan condiciones dañinas. En las moscas de las nieves, uno de estos receptores clave es mucho menos sensible que en otros insectos.
“Resulta que un receptor irritante específico es 30 veces menos sensible en las moscas de la nieve que en los mosquitos y las moscas de la fruta”, dijo Gallio.
Esa sensibilidad reducida les permite tolerar condiciones que abrumarían a la mayoría de las especies, permitiéndoles continuar moviéndose y funcionando a medida que bajan las temperaturas.
Juntas, estas adaptaciones (proteínas anticongelantes, producción interna de calor y sensibilidad reducida al frío) permiten que las moscas de la nieve permanezcan activas a temperaturas tan bajas como 21,2° Fahrenheit (-6° Celsius).
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