Cómo afecta la hibernación a las ardillas físicamente
La ardilla terrestre del Ártico: curiosidades
La ardilla terrestre ártica es la mayor de las especies de ardillas terrestres de Norteamérica, con un peso de 524 a 1.500 gramos y una longitud de 332 a 495 mm. Experimentan cambios estacionales en su masa corporal y pierden peso durante la hibernación. Presentan dimorfismo sexual: los machos son más grandes que las hembras. La masa corporal varía drásticamente según la estación, entre la búsqueda de alimento en verano y la hibernación en invierno. Tienen una coloración marrón leonado con motas blancas en la parte dorsal del pelaje y una coloración bronceada o beige clara en la parte inferior. La parte inferior se aclara durante los meses de invierno.
De forma cilíndrica, con antebrazos y patas traseras cortos y fuertes, la ardilla de tierra ártica está hecha para excavar y hacer madrigueras. Tiene garras afiladas y almohadillas blandas en la parte inferior de las manos que le ayudan a manipular la comida y la tierra. Tienen la cabeza y las orejas redondeadas y la cola relativamente corta en comparación con otras especies de ardillas.
La época de apareamiento de las ardillas terrestres árticas tiene lugar entre finales de abril y principios de mayo, cuando salen de la hibernación. Los machos defienden agresivamente territorios con múltiples hembras, mostrando un sistema de apareamiento poligínico. Los machos que buscan ampliar o encontrar un nuevo territorio suelen cometer infanticidios. Tras la cría, las hembras se agrupan en grupos de parentesco que, según se cree, proporcionan un mayor nivel de protección frente a los machos infanticidas, además de protección frente a los depredadores.
¿Por qué hibernan las ardillas de tierra árticas?
Los eritrocitos de las ardillas terrestres sufren un estrés oxidativo reversible durante el despertar de la hibernación Nisred K. Klichkhanov1, Elena R. Nikitina2*, Zainab M. Shihamirova1, Maria D. Astaeva1, Shamil I. Chalabov1,2 y Aleksandr I. Krivchenko2
En este estudio, planteamos la hipótesis de que los glóbulos rojos de las ardillitas de tierra (LGS) están expuestos al estrés oxidativo durante el despertar de la hibernación, pero pueden regular su defensa antioxidante para prevenir o minimizar el daño oxidativo potencial de los glóbulos rojos durante el ciclo de torpor-despertar. Nuestro objetivo era averiguar cómo cambia el grado de modificación oxidativa de lípidos y proteínas en las membranas de los glóbulos rojos y cómo cambia el sistema antioxidante de los glóbulos rojos durante el despertar de las ardillas terrestres de la hibernación. Establecimos que en la dinámica del despertar se desarrolla estrés oxidativo en los glóbulos rojos a Tb 25ºC. Sin embargo, una vez finalizado el despertar, la capacidad antioxidante total de los glóbulos rojos aumenta y el estrés oxidativo desaparece. Por lo tanto, el estrés oxidativo que surge en los glóbulos rojos durante el despertar es controlable.
¿Las ardillas de tierra árticas se despiertan en primavera?
Cuando los osos y las ardillas de tierra hibernan en invierno, dejan de comer y duran hasta la primavera simplemente con las reservas de grasa que han almacenado en sus cuerpos. Normalmente, este tipo de ayuno prolongado e inactividad reduciría considerablemente la masa y la función muscular, pero los hibernadores no sufren este destino. Cómo lo evitan, sin embargo, ha sido un misterio.
Ahora, en una investigación publicada en Science, un biólogo de la Universidad de Montreal ha descubierto por qué, y sus hallazgos podrían tener implicaciones para el futuro de los viajes espaciales. Mediante el estudio de una variedad llamada ardilla de tierra de 13 líneas que es común en Norteamérica, Matthew Regan ha confirmado una teoría conocida como "recuperación del nitrógeno ureico" que se remonta a la década de 1980.
La teoría postula que los hibernadores aprovechan un truco metabólico de sus microbios intestinales para reciclar el nitrógeno presente en la urea, un compuesto de desecho que suele excretarse en forma de orina, y utilizarlo para construir nuevas proteínas tisulares.
¿Qué utilidad podría tener este descubrimiento en el espacio? En teoría, plantea Regan, ayudando a los astronautas a minimizar sus propios problemas de pérdida muscular causados por la supresión de la síntesis proteica inducida por la microgravedad y que ahora intentan reducir haciendo ejercicio intensivo.
Peso de la ardilla terrestre ártica
ResumenLa inactividad física genera atrofia muscular en la mayoría de las especies de mamíferos. En contraste, los mamíferos que hibernan demuestran una pérdida muscular limitada durante los prolongados intervalos de inmovilidad durante el invierno, lo que sugiere que disponen de mecanismos adaptativos para reducir la atrofia muscular por desuso. Para identificar los programas transcripcionales que subyacen a los mecanismos moleculares que atenúan la pérdida muscular, llevamos a cabo un perfil de expresión génica a gran escala en el músculo cuádriceps de ardillas de tierra árticas, comparando animales en hibernación (al final de un torpor y durante la reentrada en el torpor tras el despertar) y activos en verano mediante la secuenciación de nueva generación del transcriptoma. El análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes mostró una regulación al alza coordinada de genes implicados en todas las fases de la biosíntesis de proteínas y la biogénesis de ribosomas durante ambas fases de hibernación, lo que sugiere una inducción de la traducción durante los despertares interbout. La elevada proporción de genes regulados a la baja implicados en la apoptosis y la señalización NFKB, así como la significativa infraexpresión de los atrogénicos, los reguladores (FOXO1, FOXO3, NFKB1A), los componentes clave de la vía del proteasoma de ubiquitina (FBXO32, TRIM63, CBLB) y la sobreexpresión de PPARGC1B, que inhibe la proteólisis, implican la supresión de la degradación proteica en el músculo durante los despertares. La inducción de la biosíntesis proteica y la disminución del catabolismo proteico contribuyen probablemente a la atenuación de la atrofia muscular por desuso a través de los periodos prolongados de inmovilidad de la hibernación.