Ja fa dies que a l’estació meteorològica que tenim al Camp d’Aprenentatge registrem temperatures sota zero. En articles anteriors vam explicar-vos com els arbres empren estratègies per sobreviure al cru hivern ribagorçà. Però… com s’ho fan els animals? I sobretot, com s’ho fan aquells animals que no poden regular la seva temperatura corporal? Les granotes roges (Rana temporaria) que solen estar a les basses d’Aïguestortes fa dies que no hi són… com passen aquests amfibis l’hivern?

Diversos animals, com alguns peixos, insectes i fins i tot certes granotes, tenen la sorprenent capacitat de sobreviure a temperatures sota zero. Quan l’aigua del cos es congela, els cristalls de gel poden trencar cèl·lules i teixits, de manera que aquests animals han desenvolupat dues grans estratègies per evitar els danys: evitar la congelació o tolerar-la.

L’estratègia d’evitar la congelació consisteix a impedir que l’aigua corporal es solidifiqui, fins i tot quan la temperatura és inferior a 0 °C. Molts peixos que viuen en aigües molt fredes i nombrosos artròpodes utilitzen proteïnes anticongelants, unes molècules que s’uneixen als petits cristalls de gel que comencen a formar-se i en frenen el creixement. D’aquesta manera, mantenen els seus fluids corporals en estat líquid. A més, alguns animals també produeixen substàncies anomenades crioprotectors, com la glucosa, el glicerol o la urea, que es dissolen en l’aigua de les cèl·lules i en redueixen el punt de congelació. Els insectes, per exemple, fan servir sobretot glicerol i altres poliols, mentre que moltes granotes utilitzen glucosa i urea.

L’altra estratègia, la tolerància a la congelació, sembla encara més extraordinària: alguns animals permeten que una part de l’aigua del seu cos es congeli, però d’una manera controlada. Algunes granotes de boscos nord-americans, per exemple, poden passar mesos amb fins al 65% del seu cos congelat. Quan arriba el fred, aquestes granotes transformen ràpidament el glicogen del fetge en grans quantitats de glucosa, que s’estén per tot el cos i actua com a crioprotector. Això protegeix l’interior de les cèl·lules, evitant que s’hi formi gel. Al mateix temps, altres proteïnes especialitzades faciliten que el gel es formi només fora de les cèl·lules, on els cristalls causen menys dany. Els crioprotectors també ajuden les membranes cel·lulars a mantenir-se estables i redueixen la pèrdua d’aigua que es produeix quan el gel “estira” l’aigua dels teixits.

Aquests mecanismes, que poden semblar quasi miraculosos, són el resultat de milions d’anys d’adaptació a ambients extrems. Gràcies a aquestes estratègies bioquímiques, animals de mides i orígens molt diversos poden sobreviure hiverns rigorosos i condicions que serien letals per a la majoria d’organismes.

I què passa amb les nostres granotes?

La Rana temporaria, comunament anomenada granota roja, és un amfibi molt estès als Pirineus i especialment present a l’Alta Ribagorça, on ocupa prats alpins, boscos humits i zones de molleres. Tot i la duresa climàtica de la comarca —amb hiverns llargs i glaçades persistents— aquesta espècie ha desenvolupat una estratègia molt eficient per afrontar el fred: evitar la congelació sense ajuda química.

A diferència d’altres espècies de granotes capaces de tolerar que una part del seu cos es congeli, la Rana temporaria impedeix activament que els seus teixits arribin al punt de congelació. A mitjanes i altes elevacions, els estudis científics fets fins al moment indiquen que aquesta és l’única estratègia que utilitza per sobreviure a temperatures inferiors a 0 °C.

Per aconseguir-ho, el seu comportament té un paper essencial. La granota roja aprofita microhàbitats lleugerament més càlids, com ara roques assolellades, pastures exposades al sol, petites cavitats del sòl o racons protegits del vent. Aquests espais actuen com a refugis tèrmics naturals i els permeten regular la temperatura corporal tot i el fred ambiental. Així, poden mantenir-se actives a temperatures que, en canvi, obliguen les granotes de zones més baixes a entrar en inactivitat. I si les temperatures són realment baixes, la Rana temporaria pot-retirarse a refugis estables —sota pedres, troncs, arrels o acumulacions de fullaraca humida— on la temperatura es manté lleugerament per sobre del punt de congelació. Allí roman inactiva fins que les primeres condicions favorables de la primavera li permeten reprendre l’activitat i el cicle reproductiu.

Aquesta combinació d’estratègies de comportament i selecció de microhàbitats explica com la granota comuna pot prosperar en ambients tan exigents com els de l’Alta Ribagorça, on el fred extrem seria letal per a moltes altres espècies d’amfibis.

Al pot petit…

De vegades, els animals més petits són els que més ens sorprenen. Hem agafat aigua de les mateixes basses que ara, pel fred, trobem a faltar les granotes. Vam observar-la sota el microscopi, i hi vam descobrir multitud de formes de vida microscòpiques. Hi hem pogut observar rotífers menjant algues unicel·lulars:

Els rotífers són petits animals aquàtics, d’unes 1000 cèl·lules, que habiten aigües dolces i humitats del sòl i tenen la capacitat de resistir condicions extremes. I molt extremes! Investigants sobre aquests organismes, vam llegir una notícia que ens va fascinar:

Científics russos han “ressuscitat” uns rotífers microscòpics que estaven congelats al permafrost siberià des de fa uns 24.000 anys. Mitjançant datació per radiocarboni han confirmat la seva antiguitat. Un cop descongelats al laboratori, aquests organismes es van reactivar i a més van començar a reproduir-se de manera asexual (partenogènesi). Els experiments indiquen que poden resistir la formació de cristalls de gel, suggerint que tenen mecanismes per protegir les cèl·lules a temperatures extremadament baixes. Els investigadors creuen que aquest descobriment podria aportar idees per millorar la crioconservació d’òrgans o cèl·lules, amb aplicacions potencials en biomedicina.

Així doncs, en una mateixa bassa, hem trobat molta biodiversitat i també mecanismes ben diferents per suportar el fred. I, un cop més, la vida s’obre camí en els ambients més inhòspits!

Fonts:

Storey, Kenneth B., and Janet M. Storey. “Natural Freezing Survival in Animals.” Annu. Rev. Ecol. Syst. 27 (1996): 365–86.

Duman, John G. “Animal Ice-Binding (Antifreeze) Proteins and Glycolipids: An Overview with Emphasis on Physiological Function.” J. Exp. Biol. (2015). DOI: 10.1242/jeb.116905.

Costanzo, Jon P., Alice M. Reynolds, M. Clara F. do Amaral, Andrew J. Rosendale, and Richard E. Lee Jr. “Cryoprotectants and Extreme Freeze Tolerance in a Subarctic Population of the Wood Frog.” PLOS One (Feb. 2015). DOI: 10.1371/journal.pone.0117234.

Pasanen, S. & Karhapää, M. “Can boreal common frog (Rana temporaria L.) survive in frost?” , Department of Biology, University of Joensuu, P. O. Box 111, FIN-80101 Joensuu, Finland (September 1997)

Lyubov Shmakova et al. “A living bdelloid rotifer from 24,000-year-old Arctic permafrost”, Current Biology, Volume 31, Issue 11, (2021) DOI: 10.1016/j.cub.2021.04.077.

Estació meteorològica del Camp d’Aprenentatge de la Vall de Boí: https://www.awekas.at/es/instrument.php?id=1967