Peces de hielo: una vida sin hemoglobina bajo la Antártida

En 1954, el zoólogo noruego Johan T. Ruud publicó en Nature un trabajo con un título que parecía anunciar una avería biológica: «Vertebrados sin eritrocitos ni pigmento sanguíneo». Sus protagonistas eran unos peces antárticos cuya sangre no tenía el rojo habitual. Les faltaba la hemoglobina, la proteína que permite a nuestra sangre transportar grandes cantidades de oxígeno. Y, sin embargo, allí estaban: nadaban, cazaban y mantenían sus órganos en funcionamiento. El supuesto ingrediente imprescindible había desaparecido de la receta.

Una sangre que no parece sangre

Estos animales pertenecen a la familia Channichthyidae, conocida como peces de hielo. Forman parte de los nototenioideos, un grupo de peces especialmente vinculado a las aguas antárticas. Sus adultos constituyen una excepción entre los vertebrados: carecen de hemoglobina funcional y, por lo general, de glóbulos rojos, aunque en alguna especie se han descrito células eritrocitarias vestigiales.

En tu cuerpo, la hemoglobina se concentra dentro de esos glóbulos. Su hierro participa en la unión reversible con el oxígeno: lo recoge en los pulmones y lo libera en los tejidos. Además, es responsable del color rojo de la sangre. Los peces suelen hacer algo equivalente, aunque cargan el oxígeno en las branquias.

Los peces de hielo han prescindido de ese sistema de transporte. Su sangre resulta casi transparente, pero transparente no significa vacía: conserva plasma, sales, proteínas y células relacionadas con funciones como la defensa del organismo. Tampoco sus cuerpos son necesariamente transparentes. Puedes encontrarte con un pez de aspecto bastante corriente por fuera y una rareza extraordinaria circulando por dentro.

El frío pone parte del oxígeno

La primera pista para entender esta extravagancia está en el termómetro. En las aguas marinas antárticas, la temperatura puede rondar los −1,9 °C sin que el agua se congele. La sal rebaja su punto de congelación: el océano dispone de un margen que un vaso de agua dulce no tiene.

Además, el agua fría puede contener más oxígeno disuelto que el agua caliente. Es una ventaja importante para un animal que obtiene ese gas a través de las branquias. El entorno ofrece unas condiciones especialmente favorables, aunque no basta con tener oxígeno alrededor: después hay que repartirlo por todo el cuerpo.

El frío también influye en la demanda. Los peces son ectotermos: su temperatura corporal depende mucho de la del medio. Las bajas temperaturas tienden a ralentizar las reacciones metabólicas, aunque estos animales cuentan con adaptaciones que les permiten seguir activos. No son estatuas esperando al deshielo.

Aun así, los demás peces antárticos conservan hemoglobina. Compartir frigorífico no obliga a compartir todas las soluciones evolutivas. El ambiente hizo viable esta pérdida en una familia concreta; no convirtió la sangre roja en un accesorio inútil.

Sin camiones, hacen circular más carretera

El oxígeno puede disolverse directamente en el plasma sanguíneo. También ocurre en tu sangre, pero esa pequeña cantidad queda eclipsada por la que viaja unida a la hemoglobina. En los peces de hielo, el oxígeno disuelto debe asumir todo el transporte. El inconveniente es evidente: cada volumen de sangre lleva mucho menos oxígeno que si dispusiera de hemoglobina.

La compensación combina varias modificaciones. Estos peces tienen un volumen sanguíneo elevado, corazones grandes para su tamaño y una capacidad considerable de bombear sangre. Sus vasos amplios facilitan el paso del líquido. Si cada vehículo lleva poca carga, una solución consiste en aumentar el tráfico.

La ausencia de glóbulos rojos también hace que la sangre sea menos viscosa. Eso ayuda a moverla por el circuito, aunque no convierte el sistema en una ganga energética: impulsar tanto volumen exige trabajo al corazón. Sobrevivir sin hemoglobina tiene su factura.

Su piel sin escamas y su vascularización también pueden contribuir al intercambio de gases. Pero no conviene sustituir un tópico por otro: no han cambiado las branquias por una piel mágica. Las branquias siguen siendo una puerta fundamental para la entrada del oxígeno que después circula disuelto.

Una pérdida que la evolución pudo tolerar

Lo tentador sería contar que estos peces «decidieron» quitarse la hemoglobina porque les sobraba. La evolución no funciona así. Las mutaciones aparecen sin prever lo que necesitará el animal; sus consecuencias se filtran a través de la supervivencia y la reproducción.

En el linaje de los peces de hielo se perdieron o quedaron inutilizados componentes genéticos necesarios para producir hemoglobina funcional. Sus parientes con sangre roja permiten reconocer que estamos ante una pérdida evolutiva, no ante una etapa primitiva anterior a la aparición de esa proteína.

Las aguas frías y unas necesidades metabólicas compatibles con ellas hicieron tolerable una situación que resultaría desastrosa en muchos otros vertebrados. Las modificaciones del sistema circulatorio permitieron sostener ese modo de vida. El resultado funciona, pero eso no demuestra que perder hemoglobina fuese, por sí mismo, una mejora.

Hay otra vuelta de tuerca: algunas especies tampoco producen mioglobina en el músculo cardíaco. Esta proteína, distinta de la hemoglobina, facilita el suministro de oxígeno dentro del músculo. No ocurre en toda la familia, pero muestra hasta qué punto estos peces han alterado una maquinaria que solemos dar por sentada.

Vivir en el congelador sin hacerse un cubito

Queda una aparente contradicción. Si el agua marina puede estar por debajo de cero, ¿por qué no se congelan los líquidos del pez? Sus sales corporales ayudan, pero no bastan para explicar su resistencia al contacto con el hielo en esas condiciones.

Los peces de hielo cuentan con glicoproteínas anticongelantes, presentes también en otros peces antárticos. Estas moléculas se adhieren a diminutos cristales de hielo e impiden que sigan creciendo con facilidad. No calientan al animal: frenan un proceso que podría dañar sus tejidos.

Son dos problemas distintos resueltos a la vez: transportar oxígeno sin hemoglobina y evitar que el frío convierta el cuerpo en hielo. Por eso su existencia tampoco demuestra que puedan vivir igual de bien en cualquier agua. Si la temperatura sube, disminuye la solubilidad del oxígeno mientras tienden a aumentar las necesidades metabólicas: menos suministro justo cuando puede crecer la demanda.

La rareza de estos peces no consiste en haber dejado de necesitar oxígeno. Lo necesitan tanto que han reorganizado alrededor de él su circulación. Bajo el hielo antártico, un corazón desproporcionadamente grande mantiene en movimiento una sangre a la que le falta precisamente aquello que, para nosotros, le da su color.