Cuando los mamuts lanudos todavía merodeaban por la faz de la Tierra, unos gusanos nematodos quedaron atrapados en estado durmiente en el permafrost de Siberia. Ahora, un equipo internacional de investigadores los ha logrado revivir y despertar de un sueño de proporciones geológicas que empezó hace aproximadamente 46.000 años, en el Pleistoceno Superior. Los investigadores publicaron su estudio a finales de julio en la revista ‘PLoS Genetics’.

En regiones del planeta cercanas a los polos o a gran altitud, hay capas del subsuelo formadas por roca, tierra y materia orgánica, que se mantienen casi siempre por debajo de cero grados centígrados. Si permanecen un mínimo de dos años consecutivos congeladas, reciben el nombre de permafrost (también permahielo o gelisuelo). Algunas llevan decenas o centenares de miles de años congeladas.

El permafrost de Siberia del que proceden los gusanos revividos, por ejemplo, es particularmente antiguo: en 2021, en el cráter de Batagaika en Siberia Oriental se identificó el segundo más antiguo jamás encontrado en la Tierra, de 650.000 años de antigüedad. El más antiguo se localiza en el territorio de Yukón en Canadá y tiene 740.000 años.

En estas regiones inhóspitas del planeta, el subsuelo permanentemente congelado guarda los restos de especies de animales extintas decenas de miles de años atrás. Del permafrost de Siberia y de Yukón se han recuperado, entre otros, restos de mamut lanudo (Mammuthus primigenius), de rinoceronte lanudo (Coelodonta antiquitatis), de león de las cavernas (Panthera spelaea), de bisonte estepario (Bison priscus), de oso de las cavernas (Ursus spelaeus) o de caballo de Lena (Equus lenensis).

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Algunos de ellos, en un sorprendente estado de conservación, mantienen el pelaje y órganos y tejidos blandos en su interior. Incluso se ha podido extraer sangre líquida, como en el caso de un potro de Equus lenensis de unos 42.000 años de antigüedad, que fue encontrado en 2018 en el cráter de Batagaika. Las condiciones bajo cero del permafrost también son propicias para la conservación del ADN antiguo y por ello atesora muestras de un valor incalculable para los estudios de paleogenética. En 2021, por ejemplo, se aisló y secuenció ADN de mamut de un millón de años de antigüedad a partir de los restos de este animal encontrados en Siberia.

Aunque perfectamente preservados, los especímenes de estos grandes mamíferos evidentemente estaban muertos, sin posibilidad alguna de revivir una vez descongelados. Sin embargo, en el caso de los gusanos nematodos su historia es distinta. Estos animales microscópicos han sobrevivido en el permafrost en un estado que se denomina criptobiosis, en el cual el metabolismo se pone en pausa. Su estudio es relevante, entre otras cosas, porque puede proporcionar información sobre las estrategias que emplean para resistir condiciones ambientales extremas.

Las muestras del permafrost siberiano en las que fueron aislados procedían de una madriguera fosilizada de roedor de la familia de los geómidos y se obtuvieron en 2018, a 40 metros de profundidad. Se transportaron al laboratorio congeladas y en condiciones de esterilidad, y allí se descongelaron y cultivaron a 20 grados durante varias semanas, observando con un microscopio los cultivos cada 2-3 días.

Al cabo de un tiempo, los científicos detectaron la presencia de gusanos vivos y coleando, y describieron una nueva especie de nematodo, hasta ahora desconocida, a la que denominaron Panagrolaimus kolymaensis por el río Kolymá, cerca del que fue identificada. 

Los gusanos apenas miden un milímetro y solamente vivieron unos pocos días; son animales poco longevos. No obstante, la cepa de Panagrolaimus kolymaensis sí se pudo mantener en el laboratorio donde se ha reproducido durante más de 100 generaciones.

La datación por radiocarbono de materia orgánica presente en el mismo sedimento congelado proporcionó un rango de edad de las muestras –y por ende de los gusanos– de 45.839-47.769 años calibrados antes del presente; como 'presente' se toma como referencia el año 1950.

El hecho de que Panagrolaimus kolymaensis haya sobrevivido todo este tiempo en estado de criptobiosis es realmente sorprendente, porque indica que la vida de estos organismos microscópicos se puede poner en pausa durante un periodo de tiempo muy largo, quizás incluso indefinido, y después reanudarse.

El hallazgo representa un récord en el mundo animal en cuanto a la duración de un estado de criptobiosis. Anteriormente se conocía la capacidad para sobrevivir en condiciones extremas durante varios años, incluso algunas décadas, de animales microscópicos como los tardígrados (popularmente conocidos como ositos de agua por su forma), los rotíferos y los nematodos. Sin embargo, los estudios del permafrost han pulverizado todos los récords.

En 2021, un equipo de investigadores rusos revivió un rotífero bdelloideo que había permanecido congelado en el permafrost durante 24.000 años. El mismo equipo demostró que nematodos de los géneros Panagrolaimus y Plectus podían ser retornados a la vida después de descongelarlos de sedimentos del permafrost de más de 30.000 años.

En el actual estudio, se ha podido precisar la datación de los nemátodos y se ha visto que es más antigua de lo que se pensaba inicialmente, aproximadamente unos 46.000 años antes del presente. También se han investigado algunos de los mecanismos y genes clave que permiten a estos gusanos microscópicos adaptarse a condiciones climáticas extremas y permanecer en estado de criptobiosis. Entre estos, se ha determinado que para su supervivencia es crucial un azúcar denominado trehalosa.

El permafrost se derrite

El aumento de las temperaturas del planeta a causa del incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero está acelerando el deshielo del permafrost y este hecho puede tener consecuencias impredecibles. Se estima que una cuarta parte de la superficie del hemisferio norte está cubierta por permafrost, que a su vez encierra 1,5 billones de toneladas métricas de carbono orgánico. El carbono en el permafrost forma parte de los restos de plantas, animales y microorganismos congelados en él desde hace miles de años. Esta cantidad de carbono es el doble de lo que contiene actualmente la atmósfera terrestre.

La temperatura media del Ártico aumenta más rápido que la temperatura media de la Tierra y se estima que hasta dos tercios del permafrost cercano a la superficie podría desaparecer antes de fin de siglo. A medida que el permafrost se descongela, microorganismos como las bacterias y los hongos empiezan a descomponer la materia orgánica liberando a la atmósfera grandes cantidades de gases de efecto invernadero, como el metano y el dióxido de carbono. La emisión de estos gases podría contribuir de forma significativa al calentamiento global, creando un bucle de retroalimentación en el que el aumento de las temperaturas produce un mayor deshielo del permafrost y a su vez una mayor liberación de gases de efecto invernadero.

Los modelos actuales predicen que en los próximos cien años veremos un pulso de carbono liberado del permafrost a la atmósfera. Sin embargo, para los climatólogos es difícil precisar la cantidad de carbono que se liberará y cuál será el horizonte temporal de esta liberación. Y esto es problemático porque la mayoría de los modelos climáticos actuales sobre el calentamiento global no contemplan en sus simulaciones el carbono liberado del permafrost.

Más allá de su impacto en el calentamiento global, el permafrost también contiene bacterias y virus hasta ahora desconocidos que han permanecido congelados desde hace decenas o centenares de miles de años. La reemergencia de estos microorganismos (se han encontrado más de 100 de ellos resistentes a los antibióticos) o la liberación de compuestos químicos (como el DTT) y de materiales radiactivos, acumulados en capas más recientes del permafrost, podrían alterar la función de los ecosistemas, reducir las poblaciones de fauna ártica endémica e incluso poner en riesgo la salud humana. Por ello, los estudios del permafrost son cruciales para comprender qué riesgos entraña su deshielo y cuándo y dónde podrían producirse.

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