Zombi: Una Aproximación Científica

Hola a todos! Tengo un blog de ciencia y además soy un fanático de los zombis, así que me animé a unir ambas cosas y lo que en un primer momento iba a ser solamente una pequeña explicación plausible sobre el fenómeno zombi se acabó convirtiendo en un minirelato.

Os dejo aquí el texto en bruto ya que no se añadir ni videos ni fotos. En mi blog, en esta dirección:
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teneis el mismo texto pero añadiendo aclaraciones, videos e imágenes que supongo que facilitarán la comprensión (al menos de la pequeña parte técnica que tiene).

ZOMBI: UNA APROXIMACIÓN CIENTÍFICA

"Ya están aquí. No tardarán en llegar hasta donde yo estoy. No hay puertas suficientemente gruesas contra el empuje del hambre. Se nos ha volatilizado la suerte que nos había mantenido con vida hasta el momento.

Ahora, ante los que sé que son mis últimos momentos de vida, me veo en la necesidad de poner en orden mis anotaciones, por si aún queda alguien ahí afuera que las pueda transformar en esperanza.

Mi nombre no es importante. Soy un científico que ha dedicado el último año de su vida a sobrevivir y a investigar al respecto de estos seres.

Mi historia personal tampoco es relevante. Trabajaba en el laboratorio de un hospital cuando los muertos comenzaron a levantarse. A partir de ahí todo ha sido correr, esconderme, matar y sobrevivir.
Hace escasamente 3 meses recalé en este grupo de supervivientes, en este castillo, en esta ciudad.

Buena gente, variopinta, apenas 40 almas malviviendo. Realizamos incursiones a las casas cercanas para obtener comida (no siempre volvíamos todos), teníamos un huerto, algunos animales de granja, placas solares…

Hace unos días nos localizaron. Ahora soy el último superviviente de este emplazamiento. Queda poco para que me una a los demás.

Una gruesa puerta de madera y 3 cerrojos es todo lo que me separa del estómago de mis antiguos compañeros. Golpean con insistencia. Gimen, empujan. Sé el final de esta historia, pero antes…

Antes voy a poner en orden todo lo que he descubierto por el momento. No es gran cosa, algunas de las conclusiones se basan en meras hipótesis razonables pues no he dispuesto del material necesario para poder realizar todos los experimentos: escasez de luz eléctrica, apenas un par de equipos de disección, un microscopio óptico y algunas muestras.

En cualquier caso este es mi legado.

Los zombies (no conozco otra palabra que exprese mejor la realidad de lo que estamos viviendo) cumplen una serie de características que deben ser explicadas:
- Supuesta inmortalidad. Han dejado de padecer los problemas de la putrefacción, su cuerpo parece haberse dejado de corromper pese a su mal olor. Más adelante explicaremos de donde proviene este desagradable olor.
- Violación de las leyes de la termodinámica. Se comportan como motores perpetuos: a simple vista son capaces de moverse sin conseguir aporte alguno de energía.
- Movilidad. Todos los muertos reanimados se desplazan: algunos muy lentamente, otros a mayor velocidad. Todos ellos con comportamiento errático.
- Apetito. Parece que es el motor que les impulsa, el hambre. Pueden comer cualquier cosa (siempre que sean animales vivos) pero hemos podido demostrar que los gritos y gestos de angustia les alientan a la persecución y la caza.
- Daño cerebral. La única manera de acabar con ellos es dañar de manera irreversible partes concretas del encéfalo.
- No ingieren toda la presa. Aún cuando la presa sea pequeña no suelen acabar devorando al individuo. Cada zombie toma una cantidad determinada que puede tener que ver con su peso (dato no aclarado).
- Respiración. A priori no respiran. Pese a que pueden llenar sus pulmones de aire no parece que este aire tenga la función de oxigenar el organismo (dado el hecho de la ausencia de circulación).
- Sin latido. El corazón está parado. No hay circulación sanguínea ni linfática y podríamos suponer que no hay tránsito de sustancias por dentro del cuerpo.
- Metabolismo. El conjunto de reacciones físico-químicas que nos aportan energía y material para el funcionamiento del organismo ha cambiado de manera relevante.

Estos son algunos de los hechos que tomé como base para intentar explicar de manera global el fenómeno zombie. Todos ellos deben ser debidamente explicados (aún de manera provisional) desde el punto de vista científico.

A lo largo de este pequeño informe iré explicando los puntos anteriores y otros más.

ORIGEN DE LA ZOMBIFICACIÓN

Empecemos por la causa. Al inicio de la plaga se intentó explicar el origen de varias maneras posibles:
- radiaciones electromagnéticas
- magia
- parásitos
- apocalipsis

Las radiaciones electromagnéticas quedan descartadas: las formas de energía que existen en el universo se conocen, están perfectamente catalogadas y clasificadas según su longitud de onda, su frecuencia o su energía.
Llevamos conviviendo con estas radiaciones desde el principio de los tiempos y no han variado un ápice, de tal manera que podemos descartar que sean ellas las que provocan el fenómeno provengan de donde provengan (ya sean de residuos nucleares, de cometas, de fugas radiactivas o de rayos cósmicos).
La magia es algo que queda fuera del campo de estudio de la ciencia y que jamás nos ha permitido explicar absolutamente nada.
El Apocalipsis de cualquiera de las religiones queda tan fuera del alcance de la ciencia como la magia y queda descartado por las mismas razones que aquella.
Los parásitos parecen a mi juicio la alternativa científica más plausible. Tenemos varios candidatos:
- virus
- hongos
- bacterias
- protozoos
- animales
Tras realizar la autopsia (“in vivo”) a algunos reanimados se ha podido constatar la ausencia de animales (nemátodos, cestodos...) que pudieran explicar la situación.
Los virus también quedan descartados: para que un virus lleve a cabo su ciclo vital necesita de una célula viva, con un metabolismo activo y por definición un cadáver no posee este tipo de células. De tal manera que no podría reproducirse y tampoco podría generar nuevos focos de infección ya que los virus son incapaces de desplazarse por si mismos y no hay sistema circulatorio funcionando.
Los hongos y los protozoos quedan descartados por 2 razones: no se han podido encontrar organismos fúngicos ni protistas en el tejido cerebral de los difuntos y no explicarían de donde obtiene energía el organismo.

La única posibilidad, el único organismo que puede explicar lo que nos está sucediendo son las bacterias.
Aparecieron en la Tierra mucho antes que cualquier otro ser vivo (hace 3500 m.a.) y han evolucionado y co-evolucionado en múltiples formas.
Hasta el momento nada como esto, por supuesto.

En los estudios de microscopía que he podido realizar sobre las muestras he encontrado varias cepas bacterianas bacilares intracelulares (similares a las conocidas Rickettsias o Chlamydias o Mycoplasma), todas ellas desconocidas hasta la fecha (al menos para mí). Creo que estamos ante un caso claro de colaboración bacteriana.

La hipótesis que barajo, y la única que veo plausible es que las bacterias colonizan el organismo y lo dotan de las características propias de un zombie.
No es el primer caso en el que un organismo parasita a otro y le obliga a realizar ciertas acciones, pero tal vez sí que sea el primer caso en el que esto se realiza tras la muerte del individuo.

Veamos cómo.

Hace un tiempo éramos 7000 millones de personas en el planeta. Se produjo una infección masiva a escala global, una pandemia silenciosa que acabaría infectándonos a todos.
Tal vez fuera asintomática o tal vez sus síntomas fueran leves, como una gripe. Hay miles de millones de casos de gripe anualmente y nadie se realiza análisis de sangre por ello. Pasados los síntomas iniciales el parásito se multiplica dentro de las células del huésped hasta alcanzar una masa crítica y posteriormente, por un efecto quorum, esporula (son bacilos) y pasa a vida latente.
Esto debió ser así ya que la bacteria intracelular debe tener un número suficiente de individuos para poder tomar el control del huésped, lo que denominamos “tiempo de incubación” toma aquí un significado más macabro.
Si la infección se produjera tras la muerte del huésped el deterioro del organismo sería mucho mayor y los daños cerebrales serían tan graves que la muerte sería irreversible.
Por lo tanto la única posibilidad es una infección previa y, a la vista de las circunstancias, global.

No sabemos el origen de la bacteria. ¿Mera evolución, arma biológica?


FISIOLOGÍA ZOMBI

No infecta todos los tejidos del individuo, fundamentalmente 3 de ellos:
- el sistema nervioso (incluyendo los órganos de los sentidos),
- parte de la musculatura y
- gran parte de la dermis y la epidermis.
El resto de vísceras y estructuras corporales no participan de la infección.

Hay un momento en el que todas las bacterias se activan a la vez y toman el control del organismo. Similar a lo que realiza el VIH en un momento dado antes de destrozar el sistema inmunitario.
Ese momento coincide con la muerte del huésped. No importan las causas.
Tal vez se activen con la bajada de temperatura del organismo o tal vez con la disminución del nivel de oxígeno. No hay datos al respecto.

El despliegue es inmediato ya que una vez el organismo muere empieza a deteriorarse.
Las bacterias son organismos extraordinarios: pueden ser aeróbicos o anaeróbicos, pueden ser heterótrofos o autótrofos, pueden vivir individualmente o formando colonias y se reproducen a una velocidad impresionante (cada 20 minutos con las condiciones adecuadas).

Las bacterias parásitas que habitan en el interior de las neuronas actúan de manera cooperativa proporcionando oxígeno a la célula eucariota para que no muera y de esta manera pueda seguir realizando su función: transmitir impulsos nerviosos por el organismo. Cada nervio, cada ganglio, cada célula nerviosa está parasitada por un número suficiente de bacterias que la mantienen con vida.

En las fibras musculares pasa algo parecido: los bacilos dejan su forma vegetativa, incrementan en pocos minutos su actividad y mantienen a salvo todas las células musculares que pueden aportándoles nutrientes y energía.

Evidentemente su eficacia no es del 100% y es por esto que tanto la motricidad del cadáver reanimado como su capacidad de raciocinio, memoria e intelecto se ven comprometidas en diversos grados.

Pero en esta primera etapa las bacterias que realizan una función más importante son las del epitelio: son organismos autótrofos fotosintéticos. Similares a las primeras cianobacterias.
Muerto el organismo y su sistema inmunitario estas bacterias surgen de las células epiteliales e invaden rápidamente las capas más superficiales de la piel centrándose especialmente en las zonas que reciben más intensidad lumínica (manos, cabeza…). Se activan y comienzan un proceso fotosintético: aprovechan la luz solar para transformarla en energía apta para el metabolismo y el CO2 atmosférico en compuestos necesarios para el resto de la colonia.

La fotosíntesis que conocemos tiene una eficiencia de aproximadamente el 6%. Es decir, tan sólo el 6% de la energía solar se va a aprovechar.
Las plantas y las bacterias corrientes usan respectivamente clorofila y bacterioclorofila para captar la energía solar y es por eso del color verde de las plantas. Estos pigmentos son capaces de absorber luz únicamente a determinada longitud de onda: entre los 400 y los 700 nm.

Estas bacterias zombificadoras usan pigmentos más oscuros que les permiten captar de manera mucho más eficiente la energía solar. Puesto que absorben todo el espectro visible (no hay datos para afirmar que también parte del no visible) vemos ese pigmento de color negro. Y es por esto que la tez y la piel en general de los reanimados es de un color sombrío.

En España tenemos unos 500 vatios de energía por metro cuadrado a consecuencia de la insolación, un vatio es una unidad de potencia que equivale a 1 Julio/segundo. Es decir, llegan 500 J/s, o lo que es lo mismo, aproximadamente 125 Calorías/segundo.
Suponiendo que la superficie que el zombie tiene en contacto con la luz solar es de medio metro cuadrado (supongamos que sólo está en contacto con el medio la cara y las manos) y que el proceso fotosintético sea máximo estamos ante una cantidad de energía ingente: 75 cal/s x 60 x 60= 270000 cal/h, o lo que es lo mismo: 270 Kcal/h.
Teniendo en cuenta que un varón humano sano requiere unas 3000 Kcal/día y que en este caso tenemos un organismo en el que no funcionan muchos órganos, resulta que de esta manera obtiene suficiente cantidad de energía para funcionar.

Esto explicaría el porqué los zombies suelen ser más activos por el día que por la noche y más activos en las zonas con más horas de luz y climas más templados.

El ATP que se produce, junto con las moléculas nutritivas y el oxígeno que se desprende de la fotosíntesis oxigénica difundirá célula a célula hasta las capas interiores: las células musculares y nerviosas.

Mientras esto sucede, las bacterias que están en estos tejidos, de manera anaerobia transforman compuestos orgánicos en energía. Estos compuestos orgánicos (glucosa, proteínas, grasas…) pueden estar en los alrededores de la célula o en el interior de ella misma de tal manera que la colonia bacteriana canibaliza a su propio huésped obteniendo energía para preservar los tejidos que le interesan hasta que comienza a llegar el ATP desde la superficie de la piel.

Para que se produzca la fotosíntesis hacen falta varias cosas además de la energía solar: hace falta CO2 y hace falta agua.

Fotosintéticamente hablando un zombie se aproxima bastante a una planta CAM y no a las típicas plantas C3: es decir, durante la noche absorbe a través de la piel el CO2 y el H2O que necesita y lo acumula. Durante el día siguiente utilizará estos recursos almacenados para sintetizar compuestos orgánicos y llevar a cabo la fase lumínica de la fotosíntesis.

De esta manera economizan agua. Las bacterias epiteliales impermeabilizan la piel espesando su citoplasma durante el día y durante la noche se tornan más laxas facilitando la inclusión del CO2 a través de los poros de la piel (a modo de estomas) y sobretodo del agua.

Los zombies recogen agua de, al menos, 4 fuentes:
- agua metabólica: que se produce como consecuencia de las reacciones químicas propias del metabolismo
- agua por su alimentación: cualquier bocado ingerido lleva su proporción de agua.
- agua de lluvia: resbala por la piel del zombie, impregna sus ropas y luego es absorbida.
- agua de condensación: al bajar la temperatura por la noche el vapor de agua atmosférico se condensa sobre cualquier superficie, incluida la fría piel del zombie.

Y respecto a su nutrición son tanto fotótrofos como heterótrofos. Fotótrofos por el uso que ya hemos explicado hacen de la luz solar y respecto a su heterotrofía, las colonias bacterianas actúan a varios niveles:
- sobre el propio cuerpo: usan los tejidos del propio huésped que no son fundamentales para la colonia (sangre, vísceras…) y los transforman en energía y productos nutritivos.
- insectos: las bacterias epiteliales liberan putrescina y cadaverina que dota al cadáver de un aroma irresistible para cientos de insectos, los cuales depositan sus huevos en el individuo. Antes de su eclosión serán eliminados y digeridos por las bacterias y transformados en energía y materias para la colonia. No hemos de confundir este olor con la descomposición del cadáver: las bacterias zombificadoras impiden el crecimiento de otros organismos descomponedores que podrían descomponer el organismo de la misma manera que nuestra flora intestinal impide la colonización del intestino por bacterias parásitas.
- caza: se pueden alimentar de cualquier animal, pero, tal vez por proximidad prefieren la carne humana cruda. Son capaces de digerir gracias a las baterías enzimáticas que poseen las bacterias, las cuales se acumulan en el estómago llevando a cabo la digestión y la absorción de nutrientes en esa misma cámara.

Evidentemente la caza implica que el zombie sea capaz de moverse a cierta velocidad o tenga alguna clase de intelecto que le permita acechar o sorprender a su presa.

La velocidad de un zombie depende de varios factores:
- del proceso de transformación: es decir, de cómo de eficiente haya sido la transformación, de la cantidad de fibras musculares y de tejido nervioso que se hayan podido rescatar. Los cadáveres no presentan o lo presentan de forma muy leve el Rigor mortis. Mi hipótesis es que las bacterias secuestran el Ca que libera el retículo sarcoplásmico durante la muerte muscular.
- de la energía acumulada: como regla general, a mayor exposición al Sol mayor velocidad pues acumula mayor cantidad de energía. Al parecer las reservas energéticas de un zombie exceden con mucho las de una persona. En esto las bacterias parásitas también son muy eficientes.
- de la estimulación: estimulación visual provoca mayor respuesta, que la auditiva y ésta a su vez más que la olfativa.
- del estado del cuerpo: dependiendo de las heridas recibidas, de las causas de la muerte o de las características propias del individuo antes de la defunción (una persona ciega seguirá ciega).

Respecto a su intelecto éste es muy limitado. Tal vez porque las neuronas son las células más inestables del organismo y pequeños cambios en la composición del medio que las rodea o en las condiciones físico-químicas (cambios de temperatura, humedad, pH…) las destruye o quizás sea porque las células gliales no sobreviven y eso empeora el estado del conjunto del sistema nervioso.

En un cuerpo zombificado las neuronas disminuyen su número y se simplifican (generan menor cantidad de uniones sinápticas).
Un porcentaje no demasiado elevado de los 100000 millones de neuronas de una persona común sobrevive a la transformación y estas supervivientes las encontramos en lugares estratégicos del sistema nervioso:
- el sistema límbico: con estructuras como el hipocampo, la amígdala o el tálamo controla el comportamiento, los instintos (hambre), las emociones (agresividad) y la memoria a corto plazo.
- el cerebelo: se encarga de la marcha y de la coordinación motora.
- lóbulo frontal y occipital de la corteza cerebral: donde se sitúa la coordinación y la vista.
- el paleocórtex donde reside el olfato y el arquicórtex que se relaciona con el sistema límbico.
- el sistema nervioso periférico: nervios craneales y espinales.

Así pues para eliminar a un zombie hemos de dañar estas estructuras o las conexiones de estas estructuras con el resto del cuerpo (si cortamos la cabeza el cuerpo dejará de funcionar aunque la cabeza decapitada seguirá funcionando).

De hecho dañar cualquier otra parte del organismo es una pérdida de tiempo ya que no existen órganos vitales al uso, sólo cepas bacterianas colaborativas que presentan la propiedad emergente de controlar al huésped.

Pasados unos días desde el alzamiento de un cadáver, las colonias bacterianas han invadido gran parte del sistema circulatorio aprovechando los vasos sanguíneos para pasar célula a célula los productos de la fotosíntesis, simplificando de esta manera el transporte en el organismo. El proceso de transporte es lento, pero suplen esa lentitud con la capacidad de acumular sustancias de reserva en las proximidades de los tejidos funcionales.

COMPORTAMIENTO ZOMBI

En ausencia de estímulos los zombis presentan 2 comportamientos característicos:
- ausencia de movimiento: queda detenido aparentemente aletargado mientras sus parásitos se afanan en almacenar energía para la caza. Desactivan cualquier sistema que pueda suponerles un gasto inútil de energía.
- movimiento browniano: es un movimiento aleatorio de búsqueda, en muchas ocasiones se desplazan en círculos y en cualquier caso es un movimiento sin una dirección definida.

En el momento en el que se percibe un estímulo el individuo sale de su sopor en el primer caso o bien dirige sus pasos hacia la fuente del estímulo.
No se han encontrado zombis que huyan de ningún estímulo, incluso si este pone en riesgo su propia integridad. Lo cual a la vez es sorprendente ya que el instinto de autoconservación (ausente en los cadáveres) reside en el sistema límbico, que al parecer sí está invadido por el parásito.

Este tipo de reacción frente a los estímulos es idéntico al quimiotactismo (capacidad de detección y aproximación o alejamiento de un estímulo) que presentan las bacterias flageladas.

Respecto a su interacción con el resto de congéneres es un tema un tanto complejo.
Si no perciben ninguna presa por los alrededores el silencio es casi sepulcral excepción hecha del arrastrar de pies siguiendo el movimiento antes descrito.
En el momento en el que detectan una posible presa comienzan a emitir unos sonidos guturales y borboteantes fruto de la entrada forzada de aire a los pulmones encharcados de fluidos y su violenta exhalación a la vez que se impulsan en su dirección. El resto de la manada (a veces parece que se comportan como tal) sigue inmediatamente al que da la “señal de alarma” aún cuando no hayan detectado por si mismo el estímulo.

Tal vez el sonido sea producido por la propia excitación de la caza o tal vez responda a un instinto de manada que no hemos podido estudiar en profundidad.

Más allá de estas apreciaciones no se ha estudiado ningún otro comportamiento cooperativo ni ninguna respuesta que requiera de la más mínima inteligencia o aprendizaje.

MATAR A UN MUERTO

Más allá de la destrucción del sistema nervioso que coordina al individuo resucitado hay poco que podamos hacer.

Los microorganismos parásitos se han demostrado muy resistentes en condiciones de extrema sequía (se tuvieron noticias de ataques en desiertos como el de Namibia) por lo que podríamos hablar de una especie de xerofilia.

También soporta perfectamente las bajas temperaturas (se han dado ataques en Alaska, si bien la baja insolación y el frío extremo convierte a los zombis en esas latitudes en individuos muy ralentizados) por lo que deben ser al menos bacterias psicrófilas facultativas, como el género Flavobacterium.

En los primeros meses de la plaga se llegó a usar armamento nuclear. Los cadáveres reanimados que no fueron destrozados por la explosión soportaron los elevados niveles de radiación, tal como conocemos en algunas bacterias radiofilas del género Deinococcus.

En conjunto estamos ante un microorganismo extremófilos que ha acaparado la capacidad de sobrevivir a condiciones extremas de temperatura, humedad y radiación.



EPÍLOGO

Junto a este diario dejo todas mis anotaciones, el resultado de los experimentos, las observaciones de campo (fotos, grabaciones…) y el resto de material que espero pueda servir, al menos, como inicio de futuras investigaciones.

Queda casi todo por saber sobre esta plaga que nos invade. Cosas interesantes y que no hemos podido averiguar. ¿Cuántas cepas bacterianas distintas componen los cadáveres? ¿Cómo consiguen algunos elementos químicos esenciales (N o P, por ejemplo)? ¿De donde surgió la infección? ¿Evolucionan estas bacterias o están en un periodo de éstasis? ¿En que dirección? ¿Existen virus, bacterias, hongos que puedan dañar a las bacterias parásitas?

La puerta cederá en breve, los goznes se desarman por momentos, el ruido de la carne contra la madera astillada es ensordecedor.
Por la ventana de esta pequeña habitación se ve un paisaje precioso, hace un día soleado, la vegetación exuberante de la zona brilla con un verde esmeralda cautivador.

Había pensado abrir la puerta cuando dejará todo en orden, entregarme a lo inevitable, acabar cuanto antes de este cansancio constante en el que se ha convertido vivir.

Pero en cambio, amontono los pocos muebles contra la puerta, aferro mi pico mineralógico y me planto al otro extremo de la habitación.

La muerte me espera en breve. La haré esperar un poco más."

Lo acabo de leer, bastante interesante Garraty

Esta muy muy currado, si descubres algo mas, informanos de ello porfavor!

Muy buen post, me ha encantado y, por lo que ha escrito, dices que los zombis son como plantas moviles ¿no? xD
Ahora le echare un vistazo a tu blog.

Un post muy interesante, merecio la pena leerlo, ademas esta bien enfocada la historia!

Muy interesante y me a gustado muchisimo, aunque no comparto la idea de que "el zombi" pueda ser descrito o analizado cientificamente... ya que es virtualmente imposible...en eso reside su encanto ....para que un cuerpo supuestamente se mueva...corriente electrica que envia el cerebro y esa energia circula por nervios que a su vez necesitan sangre etc etc... sin todo eso no se mueve ni funciona y mucho menos muerde ... en fin que yo siempre que leo o imagino algo por el estilo simplemente me dejo lelvar por el encanto jejejeje

pero muy currando y espero el siguiente...

Genial blog y genial explicacion. Me ha flipado.