Las crías de ratón se ‘apagan’ para sobrevivir al frío extremo en las cimas de las montañas más altas

Es principios de 2019 y al biólogo Jay Storz le cuesta respirar. Acaba de llegar a la cima del Llullaillaco, un volcán chileno que tiene tres cuartos de la altura del Everest, en busca de un rumor.

A esta altura, el aire es escaso, por lo que no hay mucho oxígeno y cada paso es un esfuerzo. El colega de Storz, Mario Pérez Mamani, detecta movimiento entre las rocas y Storz entra en acción. Se agarra con éxito y se sienta, sonriendo. En su puño está el animal más alto del mundo: Un ratón de orejas amarillas (Phyllotis xanthopygus rupestris).

Soy un biólogo canadiense que forma parte de un equipo internacional de científicos entre los que se encuentra Storz; estudiamos los ratones de las cimas de las montañas para saber cómo se adaptan los animales a los entornos extremos. Cuando se trata de vivir la alta vida, los pequeños roedores y lagomorfos (parientes de los conejos) son los campeones indiscutibles de la alta montaña, desde los Andes hasta el Himalaya. Nuestra especie de estudio, el ratón ciervo norteamericano (Peromyscus maniculatus), se encuentra desde el nivel del mar hasta la cima de las Montañas Rocosas más altas, lo que le confiere el rango altitudinal más amplio de todos los mamíferos del continente.

Sobrevivir a entornos extremos como cachorro

Las cimas de las montañas son algunos de los entornos más extremos de la Tierra, y muchas cumbres están heladas todo el año. Para los ratones pequeños, esto puede ser un gran problema. Su superficie es grande en relación con su masa, por lo que pierden calor rápidamente.

La mayoría de los animales de sangre caliente, como las aves y los mamíferos -endotérmicos-, utilizan la energía de los alimentos para producir su propio calor y evitar que su temperatura corporal descienda demasiado. Los mamíferos utilizan el músculo para temblar o un tipo especial de grasa llamada tejido adiposo marrón que produce calor sin temblar. Tanto el músculo que tiembla como la grasa parda necesitan energía y oxígeno para producir calor.

El oxígeno escasea en la cima de una montaña, pero los ratones de gran altitud han encontrado una forma de evitar este problema. Las poblaciones de las tierras altas del ratón ciervo norteamericano, nativo de las Montañas Rocosas y las Montañas Blancas, han evolucionado para maximizar la producción de calor. Su grasa marrón y su músculo esquelético son máquinas de quemar grasa, y sus sistemas cardiovascular y respiratorio especializados suministran todo el oxígeno y el combustible necesarios. Maximizar la producción de calor significa que un ratón adulto tiene más probabilidades de sobrevivir en la fría cima de la montaña.

Generar calor para sobrevivir

Algunos mamíferos nacen con mecanismos de generación de calor plenamente operativos. Pero para muchas especies, estos sistemas maduran después del nacimiento. En estos animales -incluidos los humanos y los ratones- la grasa parda madura primero y se encarga de la producción temprana de calor.

A nivel del mar, la grasa marrón de un bebé ratón tarda unos ocho días en desarrollarse. En ese momento, las crías, o cachorros, han triplicado su tamaño y están empezando a crecer el pelaje. En otras dos semanas, serán lo suficientemente grandes como para salir de casa, pero estas primeras semanas son traicioneras. El alto riesgo de depredación y los costes energéticos del crecimiento hacen que menos de la mitad de las crías de ratón nacidas en la naturaleza lleguen a la edad adulta.

Pero los ratones de gran altitud han desarrollado una estrategia sorprendente para sobrevivir a esta primera etapa de la vida: se dejan enfriar. Nuestra investigación descubrió que los sistemas de producción de calor de las crías de ratón ciervo de gran altitud maduran lentamente en comparación con los ratones de menor altitud. Cuando examinamos los genes responsables de estos rasgos, descubrimos que, tanto en la grasa parda como en el músculo esquelético, las vías metabólicas asociadas a la producción de calor estaban desactivadas en las crías de gran altitud, que tenían que depender de sus madres para calentarse.

Las madres roedoras se sientan sobre sus crías mientras las amamantan, manteniéndolas calientes. Si las crías no pueden producir su propio calor, su temperatura corporal descenderá lentamente cada vez que la madre se ausente.

Tolerancia al frío

Los humanos sufrimos hipotermia si nuestro cuerpo desciende 2 C, por lo que esto puede parecer peligroso. Pero las crías de ratón son notablemente tolerantes al frío. Su temperatura corporal puede descender casi hasta el punto de congelación durante horas, calentándose de nuevo cuando su madre regresa.

Nuestra investigación nos lleva a creer que los ratones de gran altitud conservan su uso de energía para crecer, en lugar de mantenerse calientes. La combinación de frío y poco oxígeno hace que la mayoría de las crías de mamíferos (desde los humanos hasta las ratas) no puedan crecer adecuadamente a gran altitud.

El ratón ciervo es capaz de sobrevivir hasta la edad adulta a gran altitud gracias a su capacidad para ralentizar la actividad metabólica y conservar energía. Dado que ésta es la estrategia exactamente opuesta que utilizan los ratones ciervos adultos, nuestro trabajo pone de manifiesto lo importante que es estudiar a los animales jóvenes si queremos entender cómo ha evolucionado una especie.