PoloSur
La sangre de los vertebrados presenta un rojo intenso debido a la hemoglobina, una proteína que se encuentra en los glóbulos rojos y que contiene átomos de hierro. Esta proteína tiene la función de transportar oxígeno, y es precisamente la unión de los átomos de hierro con el oxígeno lo que le otorga a la sangre su característico color rojo. Cuando la hemoglobina se une al oxígeno, la sangre adquiere un tono rojo cereza brillante; en cambio, cuando hay menos oxígeno presente, el color se torna en un rojo marrón más apagado. Sin embargo, muchos organismos no utilizan hemoglobina para este propósito, lo que da lugar a una variedad de colores en la sangre de diferentes especies.
Por ejemplo, los pulpos, calamares y ciertos crustáceos, como los camarones y cangrejos, emplean una proteína denominada hemocianina para el transporte de oxígeno. A diferencia de la hemoglobina, la hemocianina contiene átomos de cobre, que adquieren un color azul al unirse al oxígeno. Aunque la hemocianina no es tan eficiente como la hemoglobina en la unión al oxígeno, su funcionamiento es óptimo a bajas temperaturas, como las que se encuentran en las profundidades del océano. Además, investigaciones recientes sugieren que la hemocianina podría tener funciones adicionales en los organismos que la utilizan, como un papel en el sistema inmunitario, contribuyendo, por ejemplo, a la sanación de heridas. Estas adaptaciones permiten a estas criaturas sobrevivir en entornos extremos donde la hemoglobina podría no ser tan efectiva.
Un ejemplo de esta variabilidad en el color de la sangre se observa en los cangrejos herradura, que presentan un líquido vital de color azul debido a su hemocianina rica en cobre. Por otro lado, los peces draco antárticos no utilizan ninguna proteína transportadora de oxígeno y su sangre tiene un tono blanco fantasmal. Este fenómeno resalta la diversidad biológica y las adaptaciones evolutivas en el reino animal en relación con el transporte de oxígeno. La investigación en este campo, realizada por expertos como John Postlethwait, genetista del desarrollo de la Universidad de Oregón, y Zachary Cheviron, ecofisiólogo de la Universidad de Montana, continúa arrojando luz sobre los mecanismos que determinan el color de la sangre en diferentes especies y su importancia en la evolución y supervivencia de los organismos.
Existen otras criaturas marinas, como los braquiópodos, que son similares a las almejas, y el gusano cacahuete, que vive en el fondo del mar, que presentan una sangre de color violeta, aunque no utilizan hemocianina para ello. Estas especies emplean un pigmento proteico que es rico en hierro y tiene un tono púrpura, conocido como hemeritrina, para el transporte de oxígeno en su sistema circulatorio.
En el grupo de las ascidias, que son animales marinos blandos con una forma similar a la de una papa, se observa que su sangre tiene un color amarillo verdoso. Estas criaturas no producen hemoglobina, y existe un debate en torno a la causa de su tonalidad amarillenta. Una de las hipótesis sugiere que el elemento vanadio, que muchas ascidias acumulan en su sangre, podría ser responsable de este color. Otra teoría se centra en su dieta: al metabolizar su alimento principal, que es el fitoplancton marino, las ascidias generan carotenoides, que son pigmentos que pueden ser amarillos, rojos o naranjas.
Hay diversos mecanismos que permiten a algunos animales tener sangre de un color verde intenso. Por ejemplo, varias especies de lagartos de Nueva Guinea utilizan hemoglobina para el transporte de oxígeno, como es habitual en los vertebrados. Sin embargo, estos lagartos descomponen la hemoglobina en un pigmento verde natural llamado biliverdina. Esta misma molécula, cuando se encuentra en altas concentraciones, es la responsable del tono amarillento que caracteriza a la ictericia en los seres humanos. A diferencia de la mayoría de los vertebrados, que metabolizan la biliverdina en compuestos de colores más apagados, estos lagartos la acumulan en su sangre, lo que provoca que el verde predomine sobre el rojo de la hemoglobina en su torrente sanguíneo y en sus tejidos.
Los peces draco antárticos, que pertenecen a la familia Channichthyidae, son los únicos vertebrados conocidos que carecen de hemoglobina y no presentan glóbulos rojos. Su sangre tiene un color blanco lechoso y es translúcida. “Realmente tienen un aspecto un tanto fantasmal”, comenta Postlethwait.
En lugar de depender de la hemoglobina o de cualquier proteína similar que se una al oxígeno, los draco antárticos utilizan el oxígeno que se disuelve directamente en su sangre. Este tipo de pez presenta corazones y capilares de mayor tamaño en comparación con otras especies de peces que habitan en la Antártida, lo que les permite bombear y circular volúmenes más grandes de sangre. Los draco antárticos son depredadores que cazan de manera paciente, esperando a que su presa se acerque en lugar de lanzarse a capturarla, lo que les permite gastar menos energía y, por ende, requerir menos oxígeno.
Un estudio reciente sobre los draco antárticos, llevado a cabo por Postlethwait y sus colaboradores, analizó los genomas de diversas especies de peces para entender por qué los genes responsables de la producción de hemoglobina han desaparecido del ADN de estos animales. Según Postlethwait, aún no se ha esclarecido si los draco antárticos perdieron primero sus glóbulos rojos y luego la hemoglobina, o si sucedió al revés. También es un misterio qué causó esta pérdida. Una de las hipótesis que plantean los investigadores es que las aguas frías del océano Austral antártico eran lo suficientemente ricas en oxígeno como para que la función intermedia de la hemoglobina se volviera innecesaria.
Los sorprendentes colores que puede adquirir la sangre son solo el inicio de las maravillas que presenta este fluido. Además, los descubrimientos continúan surgiendo. En los ecosistemas de gran altitud, muchas especies enfrentan la escasez de oxígeno, lo que ha llevado a que la hemoglobina de algunos habitantes de las montañas funcione de manera excepcional. Por ejemplo, el ratón Peromyscus puede sobrevivir a altitudes de hasta 14,000 pies (4,200 metros) sobre el nivel del mar, lo que representa miles de pies más alto que el umbral en el que muchos humanos comienzan a experimentar mal de altura. Este ratón ha desarrollado una hemoglobina que forma enlaces extremadamente fuertes con el oxígeno. Asimismo, los colibríes andinos y las ranas Pelophylax nigromaculatus de gran altitud también presentan modificaciones similares en su hemoglobina.
Sin embargo, las adaptaciones siempre implican compensaciones, señala Cheviron, de la Universidad de Montana. Por ejemplo, el ratón Peromyscus que habita en gran altitud enfrenta ciertas dificultades para liberar el oxígeno de la hemoglobina y transportarlo a sus tejidos. Para compensar la falta de suministro de oxígeno, explica, este ratón posee una mayor cantidad de mitocondrias que facilitan la liberación de oxígeno en sus fibras musculares.
A medida que los científicos profundizan en sus investigaciones, descubren variaciones extraordinarias de sangre en diferentes especies. Según Postlethwait, estas células están “notablemente adaptadas por la evolución” y contribuyen a la asombrosa diversidad de formas de vida que existen en nuestro planeta.
La sangre inusual que se encuentra en el reino animal también podría ofrecer valiosa información sobre la salud humana. La evolución de la hemoglobina en el pequeño ratón Peromyscus podría servir de inspiración para desarrollar terapias destinadas a enfermedades que causan hipoxia, como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica, señala Cheviron. Además, para los cerca de 2,000 millones de personas que padecen anemia, caracterizada por niveles insuficientes de glóbulos rojos o hemoglobina, los animales antárticos que presentan sangre transparente podrían proporcionar pistas para nuevos tratamientos. “Claramente los peces draco antárticos lo han descubierto,” afirma Postlethwait.
Este artículo fue traducido por Debbie Ponchner. Originalmente, apareció en Knowable en español, una publicación sin fines de lucro que se dedica a hacer accesible el conocimiento científico a todos. Se invita a los lectores a suscribirse al boletín de Knowable en español.
Fuente original: WIRED en Español.
