El mamífero que habita a mayor altitud no depende de cambios típicos en la hemoglobina: genera calor mediante una reprogramación metabólica y neutraliza las toxinas de las plantas que consume.
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
En las cumbres volcánicas de la Puna de Atacama, en los Andes centrales, las temperaturas permanecen casi siempre por debajo de cero y el aire contiene apenas el 44 % del oxígeno disponible al nivel del mar. Estas condiciones representan un límite extremo para la mayoría de los animales de sangre caliente, pero forman parte del hábitat natural del ratón de orejas de hoja andino, Phyllotis vaccarum.
Un consorcio internacional de científicos descifró los mecanismos genéticos y fisiológicos que permiten a este pequeño roedor vivir a más de 6.700 metros sobre el nivel del mar. El estudio, publicado en 2026 en la revista Science, muestra que su adaptación no depende principalmente de modificaciones en la hemoglobina para transportar mejor el oxígeno, como ocurre en otros animales de alta montaña.
La investigación revela una estrategia diferente: el ratón modificó su metabolismo muscular para producir calor con mayor eficiencia bajo condiciones de frío e hipoxia. Al mismo tiempo, desarrolló una extraordinaria capacidad para procesar los compuestos tóxicos presentes en las plantas disponibles en las zonas más elevadas.
Una especie distribuida desde la costa hasta las cumbres
Phyllotis vaccarum ocupa un rango altitudinal excepcional. Sus poblaciones se extienden desde la costa desértica del océano Pacífico, en Chile, hasta las cimas de los Andes, donde el oxígeno escasea y las temperaturas pueden mantenerse bajo cero durante largos periodos.
Para comprender cómo una misma especie puede vivir en ambientes tan diferentes, los investigadores analizaron los genomas de 167 ejemplares recolectados en 33 localidades. Las muestras se obtuvieron durante cinco expediciones de alta montaña que abarcaron distintos puntos del gradiente altitudinal.
El trabajo combinó análisis genómicos con pruebas fisiológicas. Esta integración de datos genéticos y respuestas del organismo también sustenta herramientas como la medición genómica de la resiliencia animal, diseñada para identificar individuos con mayor capacidad de enfrentar enfermedades y presiones ambientales.
Los ratones procedentes de zonas altas y bajas fueron sometidos a condiciones experimentales que simulaban la vida a unos 7.000 metros. Los ejemplares originarios de las cumbres consiguieron limitar la pérdida de calor de forma mucho más eficiente que los individuos de tierras bajas.
Músculos capaces de generar más calor con poco oxígeno
Los ratones andinos producen una cantidad significativamente mayor de calor corporal mediante el aumento de la actividad de sus músculos esqueléticos y de la grasa marrón, un tejido especializado en generar calor.
El análisis de los músculos de los ejemplares de alta montaña mostró una capacidad respiratoria mitocondrial considerablemente superior. Las mitocondrias son las estructuras celulares encargadas de transformar los nutrientes en energía utilizable, por lo que su funcionamiento resulta fundamental en un ambiente donde el organismo necesita mantenerse caliente con una disponibilidad limitada de oxígeno.
Los datos genéticos respaldaron este resultado. Los investigadores encontraron señales de selección natural en vías relacionadas con la oxidación de lípidos y la fosforilación oxidativa mitocondrial. En términos metabólicos, los músculos de estos ratones pueden utilizar las grasas con gran eficiencia para producir energía y conservar la temperatura corporal.
Esta reprogramación metabólica permite enfrentar simultáneamente dos presiones extremas: el frío intenso y la hipoxia. El hallazgo amplía el conocimiento sobre los mecanismos biológicos de adaptación y demuestra el valor de la genómica avanzada para identificar rasgos complejos que surgen de la interacción entre genes, fisiología y ambiente.
La hemoglobina no explica su resistencia
En numerosas especies de alta montaña, la adaptación a la falta de oxígeno involucra cambios en la hemoglobina, la proteína de la sangre encargada de transportarlo. Esas modificaciones pueden aumentar la capacidad de capturar oxígeno cuando su concentración ambiental es baja.
El ratón de orejas de hoja andino no sigue ese patrón. Los científicos no encontraron que su supervivencia en las cumbres dependiera de las adaptaciones típicas de la hemoglobina. La clave apareció en la transformación de los tejidos que consumen energía y producen calor.
El resultado indica que los mamíferos pueden alcanzar ambientes extremos mediante rutas evolutivas distintas. En este caso, la selección natural favoreció un sistema metabólico capaz de sostener la termorregulación sin recurrir a una modificación central del mecanismo de transporte de oxígeno.
Flujo genético entre la costa y la alta montaña
El análisis de la estructura poblacional aportó otro resultado inesperado. A pesar de la enorme distancia altitudinal entre las poblaciones costeras y las que viven en las cumbres, existe un flujo genético constante entre ellas.
Los mapas genómicos no revelaron una separación genética marcada. Esto significa que los individuos se desplazan y reproducen entre poblaciones, mezclando variantes genéticas que podrían reducir las diferencias locales.
Para que las adaptaciones de alta montaña se mantengan frente a ese efecto homogeneizador, la selección natural debe actuar con una intensidad considerable. Las variantes que mejoran la producción de calor y permiten aprovechar los recursos disponibles en las cumbres ofrecen una ventaja suficiente para conservarse, incluso cuando existe intercambio genético con poblaciones de menor altitud.
La capacidad de localizar señales hereditarias asociadas con la resistencia ambiental también está transformando la biotecnología animal. En sistemas productivos, por ejemplo, las tecnologías para multiplicar genética animal seleccionada permiten acelerar la propagación de características consideradas valiosas.
La adaptación también depende de plantas venenosas
El descubrimiento más sorprendente apareció en genes que no estaban directamente vinculados con la respiración. Los científicos detectaron una intensa señal de selección en genes de biotransformación, relacionados con la defensa antioxidante y el metabolismo de toxinas vegetales.
La disponibilidad de plantas cambia drásticamente con la altitud. En las zonas más elevadas, el ratón debe alimentarse de especies vegetales protegidas por compuestos secundarios que resultan tóxicos para muchos otros animales.
Las variantes genéticas seleccionadas permiten al roedor neutralizar esos compuestos y utilizar una fuente de alimento que, de otro modo, podría ser venenosa. La conquista de las cumbres andinas no depende únicamente de respirar y conservar calor, sino también de obtener energía a partir de una vegetación escasa y químicamente defensiva.
Denise Dearing, ecóloga evolutiva de la Universidad de Utah, destacó en un análisis que acompañó al estudio que la respuesta metabólica a la falta de oxígeno y el procesamiento de toxinas compiten por recursos dentro de un mismo regulador molecular.
El animal debe mantener suficiente energía para producir calor y sostener sus funciones vitales, mientras activa mecanismos bioquímicos capaces de desintoxicar su alimento. La adaptación surge, por tanto, de un equilibrio entre respiración, termorregulación, nutrición y defensa química.
Genómica para comprender la adaptación extrema
La secuenciación de numerosos ejemplares permitió identificar diferencias asociadas con el lugar donde vivían los animales y relacionarlas con mediciones fisiológicas obtenidas en condiciones controladas. Esta combinación evitó reducir la adaptación a la presencia aislada de un solo gen.
El estudio muestra que la supervivencia a gran altitud responde a un conjunto de características metabólicas y ecológicas. Los músculos, las mitocondrias, la grasa marrón y las enzimas que procesan toxinas actúan de forma coordinada para sostener la vida en uno de los ambientes más hostiles del planeta.
Estas metodologías también pueden apoyar la conservación de fauna silvestre. El desarrollo de técnicas biotecnológicas aplicadas a especies silvestres evidencia cómo el conocimiento genético y reproductivo puede utilizarse para preservar diversidad biológica y estudiar poblaciones sometidas a condiciones ambientales exigentes.
Los resultados sobre Phyllotis vaccarum reformulan parte de lo que se conocía acerca de la adaptación de los mamíferos a los límites de la biosfera. El roedor no solo logra mantenerse activo donde el aire contiene menos de la mitad del oxígeno disponible al nivel del mar: también obtiene alimento de plantas cuyos compuestos químicos resultarían perjudiciales para otros animales.
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