Los isópodos gigantes pueden ayunar durante años gracias a un gen “robado” a las bacterias

Las cochinillas, esos animalillos de nuestros jardines que se hacen una bola cuando se sienten amenazados, constituyen una radiación terrestre de un orden de crustáceos, los isópodos. De las casi 11 000 especies descritas de isópodos, algo menos de la mitad son terrestres. El resto son especies marinas, y entre ellas destaca un grupo muy llamativo: los isópodos gigantes del género Bathynomus.

Los isópodos gigantes constituyen un enigma para los investigadores. Son carroñeros y habitan fondos entre 200 y 2000 metros, muy pobres en alimento. Cabría esperar que sus pobladores mantuvieran tamaños pequeños para adaptarse a esa escasez. Sin embargo, las 20 especies del género Bathynomus han tendido al gigantismo. El primer ejemplar conocido fue capturado en el golfo de México y denominado como B. giganteus. Esta especie suele medir entre 20-40 cm, aunque hay algún caso no documentado que llega al medio metro. Aún más grande es B. jamesi, del Pacífico occidental (Figura 1).

El misterio de estos isópodos aumentó al constatar que eran capaces de resistir largos periodos de ayuno. El caso documentado más asombroso es el de un ejemplar capturado en el golfo de México y trasladado al acuario Toba en Japón. Durante su primer año en cautividad (2007) rechazó el alimento. En 2008 comió dos pequeños trozos de pescado, y repitió el mismo “banquete” al año siguiente. Tras cinco años de ayuno, el isópodo murió en 2014. No se conoce otro caso de resistencia al ayuno en animales que permanecen activos.

Parece evidente que estos animales están adaptados a la escasez alimentaria. Un reciente artículo publicado en Cell por un grupo chino de investigación ha desvelado los mecanismos de esta adaptación. Para ello, compararon ejemplares de isópodos costeros (Cleantiella isopus), isópodos gigantes de profundidades medias, alrededor de 300 m (Bathynomus doderleini) y ejemplares del ya mencionado B. jamesi, capturados alrededor de 900 m de profundidad. Los tamaños de los ejemplares se correlacionaron bien con la profundidad: 24 mm, 93 mm y 232 mm de longitud media, respectivamente.

El volumen del estómago también se correspondió con la profundidad, alcanzando los 2/3 de la cavidad corporal en B. jamesi. Esto sugiere una adaptación para la ingesta ocasional de grandes cantidades de alimento cuando está disponible. El estudio también reveló una microbiota estomacal específica en los isópodos gigantes. El alimento es procesado por bacterias del estómago que constituyen una reserva alimenticia viviente, disponible durante periodos más largos que la carroña ingerida.

Una correlación inversa se registró entre la profundidad de captura y la tasa metabólica basal. Ya se había estimado que a partir de los 800 m de profundidad, donde el agua tiene temperaturas muy bajas, el metabolismo basal disminuye alrededor de 15 veces de media, reduciendo las necesidades energéticas de los animales. La sorpresa vino del estudio del genoma en las dos especies de Bathynomus. Se localizaron tres grupos de genes de origen bacteriano incorporados al genoma por transferencia genética horizontal. Ya hemos mencionado este fenómeno de traspaso de genes, por ejemplo entre animales y hongos o entre animales y bacterias. De estos genes llamó la atención uno en particular, el ND1, que codifica una subunidad de la NADH deshidrogenasa, el primero y el mayor de los cuatro complejos de la cadena de transporte de electrones localizada en la mitocondria. Recordemos que las mitocondrias suministran energía a la célula en forma de ATP mediante una serie de reacciones que implican el transporte de electrones de alta energía a lo largo de cuatro complejos proteicos.

Lo sorprendente de ND1 es que no cumple dos reglas habituales para genes adquiridos por transferencia horizontal. Se ha duplicado (dos copias en B. doderleini y tres en B. jamesi) y su nivel de expresión, regulado epigenéticamente, es elevadísimo. Una de las copias de B. jamesi es el gen más expresado de los 23 221 genes de esta especie, superando en 24 veces la expresión del ND1 “local”, es decir, el propio de la especie. Esto sugería una función especial relacionada con la bajísima producción de energía de estos animales.

Para validar esta función, los investigadores insertaron el gen ND1 del isópodo en peces cebra (Danio rerio) y los sometieron a ayuno. El resultado fue paradójico y decepcionante, ya que los peces agotaron más rápidamente sus reservas de energía y sobrevivieron menos que los controles. El problema estaba en que estos peces de aguas cálidas se mantenían a 27°C, muy por encima de las temperaturas a las que viven los isópodos gigantes. Cuando el experimento se repitió a 18°C, la resistencia al ayuno de todos los peces aumentó gracias al frío, pero los peces con el gen ND1 disminuyeron mucho más su metabolismo, y su supervivencia se extendió un 37% más que los controles. Otros experimentos, hechos con nematodos y con células en cultivo, confirmaron que ND1, a bajas temperaturas, modula a la baja el metabolismo celular, retrasando el consumo de nutrientes y aumentando la resistencia al ayuno.

En resumen, un ancestral de los isópodos gigantes incorporó a su genoma un gen bacteriano relacionado con la síntesis de energía mitocondrial, e incrementó de forma excepcional su expresión. Esto permitió a las especies de Bathynomus aprovechar mejor sus reservas nutritivas y adquirir tamaños insólitos en comparación con otros isópodos.

Nota final, si visitan el Acuario de los Cayos de Florida pueden interactuar con estos insólitos animales:

https://www.youtube.com/watch?v=OJuLBxdPFWM

Referencias

Yuan, J, Zhang, X., Li, S. et al. (2026). Deep-sea megafauna co-opts microbial energy metabolism genes to withstand ultra-long starvation. Cell, doi:10.1016/j.cell.2026.05.012.

Sobre el autor: Ramón Muñoz-Chápuli Oriol es Catedrático de Biología Animal (jubilado) de la Universidad de Málaga.