viernes, 22 de abril de 2016

Organismos que sobreviven a una catástrofe nuclear #Chernobil30



Durante el accidente de Chernóbil se liberaron cuatrocientas veces más material radiactivo que en el bombardeo atómico de Hiroshima. Gray (Gy) es una unidad de medida utilizada para describir la absorción de energía de radiación por 1 kilogramo de materia. En Chernóbil, la dosis en la zona cero se estimó en aproximadamente 12 Gy, mientras que a 1000 metros de ella, alrededor de 4 Gy.

La capacidad de un organismo para sobrevivir a las graves consecuencias de una explosión nuclear depende, por lo general, de su capacidad para soportar la radiación. Las formas de vida radiorresistentes son aquellas que requieren grandes dosis de radiación para lograr una reducción del 90% en su tasa de supervivencia. Hablando en cifras, un ser humano necesitaría entre 4-10 Gy para lograr ese resultado; un perro podría soportar menos, en torno 3,5 Gy. Pero hay otros mamíferos que soportan mejor un ambiente empapado de radiación, como las ratas (7,5 Gy) y los ratones (9 Gy).


Sin embargo, estos valores están significativamente lejos en comparación con los de los organismos extremadamente radiorresistentes. Esto se debe a que los mamíferos tienen ciclos celulares rápidos. En el caso concreto de los seres humanos, algunas células se dividen constantemente y es durante este proceso de replicación cuando somos más vulnerables a los efectos de la radiación. Las criaturas radiorresistentes, en efecto, tienen un margen de tiempo mayor para escapar de la lluvia radiactiva, algunos de más de una semana. A continuación se presenta una serie de organismos que pueden sobrevivir a las consecuencias de una catástrofe nuclear:

Thermococcus gammatolerans


La capacidad de las especies Thermococcus gammatolerans para soportar hasta 30.000 Gy, aunque por un corto período de tiempo, es bastante sorprendente. Especialmente cuando se compara con la mediocre de radiorresistencia de los seres humanos, que podemos morir en pocas semanas después de una dosis de sólo 1 Gy. T. gammatolerans son unos microorganismos que no tienen núcleo celular, se le considera dentro de la clase de arqueas extremófilas y son los organismos más resistentes a la radiación conocidos. Prospera en las chimeneas hidrotermales de los fondos oceánicos, cuyo entorno le confiere la capacidad para soportar casi cualquier tipo de “súper” arma que quisiéramos lanzarle.

Mientras que una dosis única de 60 Gy es suficiente para matar todas las células en una colonia de la bacteria Escherichia coli, T. gammatolerans puede sobrevivir tras una dosis de hasta 30.000 Gy durante un corto periodo de tiempo e incluso después de una dosis instantánea de 5.000 Gy. A modo de comparación, las personas que fueron víctimas de la catástrofe de Chernóbil habrían absorbido una dosis instantánea de aproximadamente 6 Gy, que mató a la mayoría de ellas en el trascurso de una semana. T. gammatolerans puede sobrevivir aproximadamente a la radiación liberada de veinte accidentes de Chernóbil a 300 metros de distancia de la zona cero. Su radiorresistencia se debe a la capacidad que tiene para reparar su ADN dañado sin pérdida de viabilidad. Se ha sugerido incorporar sus mecanismos de reparación en el genoma de especies superiores con el fin de mejorar este aspecto y reducir el envejecimiento celular.

Deinococcus radiodurans


Deinococcus radiodurans es una bacteria poliextremófila ya que puede sobrevivir a condiciones extremas de frío, de acidez, al vacío y a la deshidratación. Apodado como “Conan the Bacterium”, aparece en el Libro Guinness de los Récords como la bacteria más resistente del mundo.

Fue descubierto en la década de los 50 cuando se llevaban a cabo experimentos para determinar si se podía esterilizar la comida enlatada usando altas dosis de radiación gamma. Se creía que a tales niveles de radiación se eliminaban todas las formas conocidas de vida, sin embargo, sorprendentemente se aisló de una muestra de carne irradiada una nueva bacteria, a la sazón D. radiodurans.

Por suerte para nosotros, la bacteria “Conan” no parece causar ninguna enfermedad aparente en los seres humanos, aunque viven en aguas residuales, carne, instrumentos médicos, polvo e incluso en algunos productos alimenticios secos. D. radiodurans tiene la capacidad de reparar su ADN dañado y puede soportar radiación ionizante, luz ultravioleta, desecación y agentes oxidantes y electrófilos. También puede sobrevivir hasta 15.000 Gy con sólo una pérdida del 37% de viabilidad y 5.000 Gy con casi ninguna pérdida de viabilidad. Esto significa que la bacteria D. radiodurans puede sobrevivir a la radiación de casi diez veces el accidente nuclear de Chernóbil a 300 metros de distancia de la zona cero.

Milnesium tardigradum


Milnesium tardigradum es una especie cosmopolita de tardígrados, u ositos de agua, que vive en una amplia gama de hábitats, incluyendo el océano Glacial Antártico. Poseen un gran abanico de respuestas diseñadas para sobrevivir a temperaturas intensas y ambientes hostiles, algunos de los cuales les permiten tolerar hasta 5.700 Gy y seguir siendo viable. M. tardigradum también puede resucitar después de largas exposiciones de deshidratación, radiación y vacío del espacio durante 200 años o más. Podría sobrevivir a la radiación de tres accidentes de Chernóbil a 300 metros de distancia de la zona cero.

Bracónidos


Los bracónidos son una gran familia de avispas parásitas que datan del periodo Cretácico. Pueden sobrevivir a altas dosis de radiación: alrededor de 1.800 Gy sin perder por completo su fertilidad.

Algunas especies de bracónidos utilizan una infección viral de 100 millones de años de antigüedad para alterar el ADN de la célula huésped, causándole la muerte o provocándole esterilidad. Después insertan sus larvas en el cuerpo del huésped, mientras que los virus suprimen el sistema inmunológico, permitiéndoles crecer dentro del huésped sin ser detectados. Estos virus han evolucionado tanto que son muy diferentes a cualquier otro virus conocido hoy. A 1.800 Gy, los bracónidos podrían sobrevivir a la radiación liberada en Chernóbil a 300 metros del accidente.

Amebas


Las amebas son organismos unicelulares que no tienen una forma definida. Cuando se exponen a ambientes potencialmente letales para la célula, pueden permanecer en estado latente mediante su transformación en una bola y la secreción de una membrana protectora para convertirse en un quiste microbiano. La célula permanece en este estado hasta que detecta condiciones más favorables. De esta forma, las amebas pueden soportar hasta 1.000 Gy. Otra ventaja podría ser su capacidad para reproducirse asexualmente.

Cucarachas


La creencia de que las cucarachas heredarían la Tierra en el caso de una guerra nuclear, se generalizó después de los lanzamientos de las bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki en 1945. Se extendió la noticia de que las cucarachas eran las únicas supervivientes de las destruidas y tóxicas ciudades japonesas. Ahora sabemos que muchos de los supervivientes no eran visibles para el ojo, pero se confirmó que la cucaracha podía sobrevivir. A pesar de esto, su radiorresistencia resulta ser mucho menor de lo esperado, aunque son lo suficientemente resistentes para este tipo de bomba nuclear.

En términos de supervivencia nuclear, las cucarachas parecen estar lejos del mito. En un experimento realizado por “Cazadores de mitos” (Discovery Channel), el 10% de las cucarachas alemanas sobrevivió después de 100 Gy o más, pero todos los especímenes murieron una vez alcanzados los 1.000 Gy. Esto hace que sean sólo de 6 a 15 veces más resistentes que nuestra frágil especie humana, y no mucho más en comparación con otros organismos altamente radiorresistentes. Esto significa que las cucarachas pudieron sobrevivir a 300 metros de la explosión de Hiroshima, pero probablemente no sobrevivieron en las cercanías del accidente de Chernóbil ni podrían hacerlo a las bombas de hidrógeno actuales, más potentes aún.

Las cucarachas son capaces de resistir una exposición a radiación extrema debido al hecho de que tienen ciclos celulares lentos, solamente una vez a la semana. Esto les permite escapar de la lluvia radiactiva relativamente ilesas porque las células son mínimamente dañadas, ya que no se están dividiendo y replicando rápidamente, como lo hacen las células humanas, y reduce el riesgo de que la radiación afecte a sus células y cause la muerte celular o el deterioro del ADN.



Este artículo también fue publicado en la revista Muy Interesante:




Por Jesús @JGilMunoz 

FUENTES



Esta entrada forma parte del especial de Radical Barbatilo "Chernóbil desde el núcleo" y participa en el LVII Carnaval de la Química (Ed. Lantano) albergado en el blog "La aventura de la Ciencia" de Dani Martín.

2 comentarios:

  1. Había oído tanto hablar de la cucaracha como el ser más resistente a una catástrofe nuclear, que me ha sorprendido muchísimo el leer que hay otros seres mucho más resistentes. Lo entiendo ahora que sé que este proceso de resistencia está ligado a la velocidad de reproducción celular.
    No me acostaré sin saber algo nuevo como siempre, y esta vez gracias a Jesús
    Hasta luego.

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  2. Había oído tanto hablar de la cucaracha como el ser más resistente a una catástrofe nuclear, que me ha sorprendido muchísimo el leer que hay otros seres mucho más resistentes. Lo entiendo ahora que sé que este proceso de resistencia está ligado a la velocidad de reproducción celular.
    No me acostaré sin saber algo nuevo como siempre, y esta vez gracias a Jesús
    Hasta luego.

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