Gusano de Pompeya
A más de 2.000 metros bajo la superficie del océano Pacífico, la luz del Sol desaparece por completo.
El agua que rodea el fondo marino apenas supera los 2 °C. La presión es cientos de veces mayor que la que sentimos en la superficie y, sin vehículos especialmente diseñados, un ser humano no podría acercarse a este lugar.
Sin embargo, en medio de esa oscuridad helada, algunas grietas del lecho oceánico expulsan chorros de agua a temperaturas extraordinariamente altas.
Desde la distancia parecen chimeneas submarinas cubiertas por una nube de humo negro. Por eso se conocen como fumadores negros o black smokers.
Pero no se trata de humo.
El agua del mar se filtra por las fracturas de la corteza oceánica, se calienta cerca de las cámaras magmáticas y vuelve a salir cargada de hierro, azufre, cobre, zinc y otros minerales.
Cuando ese fluido caliente entra en contacto con el agua fría del océano profundo, los minerales precipitan y forman nubes oscuras alrededor de la chimenea.
Este ambiente recibe el nombre de fuente hidrotermal de aguas profundas.
Allí coinciden temperaturas extremas, presión enorme, poco oxígeno, sulfuro de hidrógeno y metales potencialmente tóxicos. Para la mayoría de los animales, sería un lugar imposible para vivir.
No obstante, cuando las cámaras de un vehículo submarino se acercan a las paredes minerales, aparecen pequeños tubos habitados por unos animales grises de aspecto extraño.
Tienen branquias rojas cerca de la cabeza y el dorso cubierto por una capa que parece pelo.
Son gusanos de Pompeya.
Su nombre científico es Alvinella pompejana, y durante años fue presentado como “el animal que vive en el agua más caliente del planeta”.
Algunos relatos llegaron a afirmar que podía habitar normalmente en agua a 80 °C.
La investigación científica posterior, sin embargo, mostró una historia mucho más compleja.
El gusano de Pompeya probablemente no mantiene todo su cuerpo a 80 °C durante largos periodos. Su verdadera habilidad consiste en ocupar la estrecha frontera donde el fluido hidrotermal caliente se mezcla con el agua profunda, fría y rica en oxígeno.
No es simplemente un animal resistente al calor.
Es un especialista en encontrar un pequeño espacio habitable dentro de uno de los entornos más inestables de la Tierra.
¿Qué es exactamente el gusano de Pompeya?
El gusano de Pompeya es un anélido poliqueto marino.
Pertenece al mismo gran grupo zoológico que las lombrices de tierra y las sanguijuelas, aunque su aspecto y forma de vida son muy diferentes.
Los poliquetos suelen tener el cuerpo dividido en segmentos. A ambos lados presentan numerosas estructuras con cerdas, utilizadas para desplazarse, fijarse al sustrato o interactuar con el agua.
Un gusano de Pompeya adulto mide aproximadamente 10 centímetros de longitud.
Su cuerpo suele ser grisáceo o de color pálido. Cerca de la cabeza posee unas branquias rojas y ramificadas que le permiten captar oxígeno del agua.
La especie fue descrita formalmente en 1980, después de que se recogieran ejemplares en las fuentes hidrotermales de la Dorsal del Pacífico Oriental.
Su nombre recuerda a Pompeya, la ciudad romana sepultada por la erupción del Vesubio en el año 79.
La comparación resulta bastante apropiada.
Este animal construye su hogar directamente sobre chimeneas minerales asociadas a la actividad volcánica submarina.
| Característica | Descripción |
|---|---|
| Nombre científico | Alvinella pompejana |
| Grupo zoológico | Anélido poliqueto |
| Longitud habitual | Aproximadamente 10 centímetros |
| Hábitat principal | Fuentes hidrotermales de la Dorsal del Pacífico Oriental |
| Aspecto | Cuerpo gris, branquias rojas y dorso cubierto de bacterias |
| Principales amenazas | Calor, alta presión, poco oxígeno, sulfuros y metales |
| Adaptaciones destacadas | Tubos protectores, regulación del comportamiento, hemoglobina y simbiosis bacteriana |
¿De verdad puede vivir en agua a 80 °C?
La fama del gusano de Pompeya está relacionada, sobre todo, con las primeras mediciones de temperatura realizadas cerca de los tubos donde vive.
En algunos estudios de campo se registraron temperaturas superiores a 80 °C en zonas próximas a su cuerpo.
A partir de esos datos surgió la idea de que se trataba del animal complejo con mayor tolerancia térmica conocido.
Sin embargo, hay una diferencia fundamental que suele perderse en los titulares:
La temperatura del agua situada cerca del tubo no tiene por qué coincidir con la temperatura interna de todo el animal.
Una fuente hidrotermal no es como una bañera llena de agua a una temperatura uniforme.
Por un lado, el fluido hidrotermal puede salir de la corteza oceánica a varios cientos de grados. Por otro, el agua profunda del océano puede permanecer cerca de los 2 °C.
Ambas masas de agua se mezclan de forma turbulenta.
Como consecuencia, la temperatura puede variar decenas de grados en apenas unos centímetros.
El gusano de Pompeya vive dentro de un tubo fijado a la chimenea mineral. La parte posterior de su cuerpo puede quedar más cerca del fluido caliente, mientras que la cabeza y las branquias se sitúan cerca de la abertura, en contacto con agua más fría y oxigenada.
Es posible, por tanto, que distintas regiones de su cuerpo estén expuestas simultáneamente a temperaturas muy diferentes.
Los investigadores también señalaron que introducir una sonda térmica en un tubo tan pequeño puede modificar el flujo del agua.
La sonda puede bloquear parte de la corriente, desplazar al animal o registrar un pulso de agua caliente que no representa la temperatura real de todo el cuerpo.
Experimentos posteriores realizados en condiciones de alta presión indicaron que el estado fisiológico del gusano empeora con rapidez por encima de unos 50 °C.
Su límite para una exposición prolongada podría encontrarse por debajo de los 55 °C.
Esa temperatura sigue siendo excepcionalmente alta para un animal multicelular.
No obstante, es diferente de afirmar que permanece tranquilamente con todo el cuerpo sumergido en agua a 80 °C.
La explicación más rigurosa sería la siguiente:
El gusano de Pompeya vive en uno de los ambientes marinos más calientes y variables conocidos, pero controla su exposición ocupando la frontera entre el fluido hidrotermal caliente y el agua profunda fría.
Su tubo funciona como un pequeño sistema de control ambiental
El tubo que construye el gusano de Pompeya no es únicamente un escondite.
También crea un microambiente donde pueden mezclarse dos tipos de agua completamente distintos.
En la parte más profunda del tubo circula agua más caliente, pobre en oxígeno y cargada de sustancias químicas procedentes del interior de la corteza.
Cerca de la abertura entra agua oceánica más fría y con mayor disponibilidad de oxígeno.
El animal puede cambiar de posición dentro del tubo y favorecer el movimiento del agua alrededor de su cuerpo.
De esta manera, probablemente regula cuánto calor, oxígeno y sulfuro recibe cada parte de su organismo.
Podemos imaginar a una persona sentada cerca de una chimenea, pero con el rostro junto a una ventana abierta.
La habitación no tiene una sola temperatura. La persona elige una posición intermedia para recibir calor sin llegar a sobrecalentarse.
El gusano de Pompeya realiza una versión mucho más extrema de esa estrategia, bajo una presión de cientos de atmósferas.
El moco secretado por el animal, los minerales del tubo, las bacterias y las corrientes de agua pueden actuar juntos para reducir los cambios bruscos de temperatura y composición química.
Consejo en una línea
Es más exacto describir al gusano de Pompeya como un animal que regula su exposición al calor que como un gusano que vive permanentemente a 80 °C.
El supuesto pelo de su espalda está formado por bacterias
La espalda del gusano de Pompeya parece estar cubierta por una capa de pelo blanquecino.
Sin embargo, no se trata de pelo animal.
Es una comunidad muy densa de bacterias epibióticas, es decir, bacterias que viven sobre la superficie externa de otro organismo.
Los científicos han encontrado comunidades bacterianas características en gusanos recogidos en diferentes puntos de la Dorsal del Pacífico Oriental.
Esto indica que no son microorganismos adheridos por casualidad.
Probablemente participan de alguna manera en la supervivencia del animal.
Se han propuesto varias funciones posibles.
La primera es el procesamiento de sustancias tóxicas, como el sulfuro de hidrógeno.
Algunas bacterias pueden utilizar compuestos de azufre y modificar la química que existe justo sobre la piel del gusano.
La segunda posibilidad es la nutrición.
Ciertos microorganismos producen materia orgánica que podría ser utilizada directa o indirectamente por el huésped.
La tercera es la protección frente a microorganismos perjudiciales.
Una comunidad bacteriana estable puede dificultar que los patógenos ocupen el mismo espacio.
También se ha planteado que la capa microbiana actúe como barrera frente al calor, aunque todavía no se ha demostrado que funcione como un simple aislamiento térmico.
Su papel podría ser una combinación de nutrición, desintoxicación, defensa y regulación química.
La relación entre el gusano y sus bacterias puede entenderse mediante el concepto de holobionte.
Un holobionte es el conjunto formado por un organismo y los microorganismos que viven asociados a él.
Desde este punto de vista, el gusano de Pompeya no sobrevive solo.
Sobrevive como parte de una comunidad biológica estrechamente conectada.
¿Cómo existe un ecosistema sin luz solar?
La mayoría de los ecosistemas que conocemos dependen de la luz.
Las plantas y las algas realizan la fotosíntesis, producen materia orgánica y sirven como base de las cadenas alimentarias.
Pero en el fondo oceánico donde vive el gusano de Pompeya no llega ni un solo rayo de Sol.
En este caso, la base del ecosistema no es la fotosíntesis, sino la quimiosíntesis.
Las bacterias y arqueas quimiosintéticas obtienen energía mediante reacciones químicas.
Pueden oxidar sulfuro de hidrógeno, hidrógeno, metano, hierro u otros compuestos liberados por las fuentes hidrotermales.
Después utilizan esa energía para convertir el dióxido de carbono en materia orgánica.
En términos sencillos, las plantas aprovechan la luz solar, mientras que los microorganismos hidrotermales aprovechan la energía contenida en determinadas sustancias químicas.
Estos microorganismos alimentan, de forma directa o indirecta, a una comunidad extraordinaria de gusanos tubícolas, almejas, caracoles, camarones, cangrejos y otros animales.
El gusano de Pompeya parece alimentarse de biopelículas microbianas, partículas orgánicas y materiales presentes alrededor de su tubo.
Las bacterias de su espalda también podrían intervenir en el intercambio y el reciclaje de nutrientes.
| Ecosistema iluminado por el Sol | Ecosistema de fuentes hidrotermales |
|---|---|
| La energía principal procede de la luz solar | La energía procede de reacciones químicas |
| Plantas y algas realizan la fotosíntesis | Bacterias y arqueas realizan la quimiosíntesis |
| La cadena alimentaria comienza con organismos fotosintéticos | Comienza con microorganismos quimiosintéticos |
| La temperatura suele variar de forma gradual | Puede cambiar decenas de grados en pocos centímetros |
| El oxígeno suele estar más disponible | Cerca del fluido hidrotermal puede ser escaso |
El calor no es el único peligro
Resulta fácil concentrarse únicamente en la temperatura.
Sin embargo, las fuentes hidrotermales presentan otras amenazas igualmente importantes.
Una de ellas es el sulfuro de hidrógeno.
A bajas concentraciones se asocia con el olor a huevo podrido. En concentraciones elevadas puede interferir con la respiración celular y resultar letal para muchos animales.
El fluido hidrotermal también puede transportar hierro, cobre, zinc, cadmio y otros metales.
Algunos son necesarios en cantidades pequeñas, pero se vuelven tóxicos cuando su concentración aumenta.
El gusano de Pompeya parece utilizar proteínas capaces de unirse a los metales y mecanismos celulares que los almacenan en formas menos dañinas.
También necesita resolver el problema del oxígeno.
Las branquias rojas situadas cerca de la entrada del tubo captan oxígeno del agua fría.
Su sangre contiene grandes complejos de hemoglobina extracelular. Estas moléculas ayudan a transportar oxígeno bajo condiciones en las que otros animales tendrían dificultades para respirar.
Algunas enzimas, proteínas estructurales y moléculas respiratorias del gusano muestran una estabilidad relativamente elevada frente al calor.
Sin embargo, no todas sus proteínas soportan 80 °C.
Los estudios sobre el colágeno, la actividad mitocondrial y la hemoglobina sugieren que la temperatura real de sus tejidos suele encontrarse más cerca de los 45 o 50 °C.
Cuanto más miraba las cifras, más cambiaba la historia
Al conocer por primera vez al gusano de Pompeya, el dato de los 80 °C parece explicarlo todo.
Un gusano viviendo en agua capaz de producir quemaduras graves resulta casi imposible de imaginar.
Es una cifra perfecta para llamar la atención.
Pero al revisar con más cuidado los experimentos, las mediciones y las limitaciones de los equipos, la historia empieza a cambiar.
El gusano no recibe pasivamente todo el calor que sale de la chimenea.
Se mueve, modifica su posición, construye un tubo y utiliza el flujo de agua para crear condiciones más favorables.
Tampoco vive aislado.
Comparte su cuerpo con comunidades bacterianas que pueden intervenir en la alimentación, la defensa y la transformación de sustancias tóxicas.
Su mayor ventaja quizá no sea una resistencia absoluta.
Tal vez sea la capacidad de reconocer una frontera muy estrecha, mantenerse en ella y aprovechar sus recursos sin cruzar demasiado hacia la zona peligrosa.
Eso lo hace menos parecido a un animal invulnerable, pero mucho más interesante.
Por qué es tan difícil estudiarlo con vida
Para observar gusanos de Pompeya es necesario enviar submarinos tripulados o vehículos operados de forma remota a miles de metros de profundidad.
Encontrarlos y recogerlos es solo el primer paso.
Estos animales están adaptados a presiones extremadamente altas.
Si un ejemplar se lleva rápidamente hasta la superficie en un recipiente común, el cambio de presión y temperatura puede dañarlo o matarlo.
Por eso los científicos utilizan sistemas de muestreo isobárico, capaces de conservar parte de la presión del fondo marino durante la recogida y el transporte.
Para estudiarlos vivos en un laboratorio también se necesitan cámaras especiales de alta presión.
Incluso medir la temperatura dentro del tubo plantea dificultades.
La introducción de una sonda puede cambiar la circulación del agua o hacer que el gusano se retire.
Un desplazamiento de apenas unos milímetros puede producir una lectura muy diferente, debido al fuerte gradiente térmico existente entre el agua caliente y la fría.
Esta dificultad explica buena parte del debate científico sobre la supuesta vida a 80 °C.
Las larvas podrían crecer en aguas más frías
Los adultos viven en las chimeneas hidrotermales, pero sus primeras etapas de vida podrían desarrollarse en condiciones diferentes.
Los estudios con embriones y larvas indican que el desarrollo inicial se produce mejor a temperaturas mucho más bajas que las registradas cerca del extremo caliente de los tubos adultos.
Las larvas posiblemente se dispersan por el agua profunda y fría antes de asentarse en una nueva fuente hidrotermal.
Esta etapa móvil sería esencial para la supervivencia de la especie.
Las fuentes hidrotermales no permanecen activas para siempre.
Una chimenea puede apagarse cuando cambia la actividad geológica, mientras que una nueva fuente puede aparecer a varios kilómetros de distancia.
Si las larvas fueran incapaces de desplazarse, cada colonia desaparecería al detenerse el flujo hidrotermal local.
La dispersión permite que la especie encuentre y colonice nuevos hábitats.
Resumen de sus principales estrategias de supervivencia
| Problema ambiental | Respuesta del gusano de Pompeya |
|---|---|
| Cambios extremos de temperatura | Se desplaza dentro del tubo y utiliza la frontera entre agua caliente y fría |
| Escasez de oxígeno | Emplea branquias rojas y hemoglobina especializada |
| Toxicidad del sulfuro | Utiliza mecanismos fisiológicos y posiblemente bacterias asociadas |
| Exposición a metales | Une, transforma o aísla los metales dentro de sus tejidos |
| Ausencia de luz | Depende de redes alimentarias basadas en la quimiosíntesis |
| Hábitat geológicamente inestable | Forma tubos y produce larvas capaces de dispersarse |
| Daño térmico de las proteínas | Posee biomoléculas relativamente estables a temperaturas elevadas |
| Microorganismos perjudiciales | Produce péptidos antimicrobianos y regula su comunidad bacteriana |
Alvinellacina: un compuesto antimicrobiano del océano profundo
La investigación del gusano de Pompeya no solo ayuda a entender la ecología de las fuentes hidrotermales.
También ha revelado moléculas con posible interés biomédico.
Una de ellas es la alvinellacina, un péptido antimicrobiano aislado de este animal.
Los péptidos antimicrobianos son pequeñas moléculas producidas por muchos seres vivos para defenderse de bacterias, hongos y otros microorganismos.
El gusano de Pompeya vive rodeado de una densidad microbiana extraordinaria.
No puede eliminar todas las bacterias, porque algunas parecen ser beneficiosas.
Necesita mantener a sus socios microbianos y, al mismo tiempo, impedir la proliferación de microorganismos patógenos.
La alvinellacina podría participar en ese control selectivo.
El descubrimiento resulta interesante porque la resistencia a los antibióticos se ha convertido en un problema sanitario mundial.
Las moléculas defensivas de los organismos del océano profundo pueden tener estructuras y mecanismos diferentes de los antibióticos tradicionales.
Eso no significa que la alvinellacina ya sea un medicamento.
Antes de utilizar cualquier compuesto en seres humanos es necesario estudiar su toxicidad, estabilidad, eficacia, dosis y posibles efectos secundarios.
Aun así, demuestra que los ecosistemas extremos pueden contener una diversidad bioquímica todavía poco explorada.
Por qué interesa a la biotecnología
Las adaptaciones del gusano de Pompeya pueden inspirar investigaciones en diferentes industrias.
Enzimas resistentes al calor
Las enzimas que mantienen su actividad a temperaturas elevadas pueden utilizarse en la industria alimentaria, el tratamiento de residuos, la producción de biocombustibles y distintos procesos químicos.
Nuevos compuestos antimicrobianos
Los péptidos defensivos de los animales y microorganismos de las profundidades podrían servir como punto de partida para desarrollar tratamientos contra bacterias resistentes.
Biorremediación de metales pesados
Comprender cómo estos organismos capturan, aíslan o transforman los metales podría ayudar a limpiar sedimentos contaminados, aguas industriales o drenajes procedentes de minas.
Biomateriales para condiciones extremas
El colágeno, las proteínas y los tubos de los animales hidrotermales pueden ofrecer ideas para fabricar materiales capaces de soportar presión, calor y sustancias químicas agresivas.
Astrobiología
Las fuentes hidrotermales también se estudian como modelos para buscar vida fuera de la Tierra.
Europa, una luna de Júpiter, y Encélado, una luna de Saturno, probablemente contienen océanos bajo gruesas capas de hielo.
Si existe actividad hidrotermal en sus fondos, las reacciones químicas podrían proporcionar energía a microorganismos incluso sin luz solar.
El gusano de Pompeya no es un modelo directo de animal extraterrestre.
Sin embargo, su ecosistema demuestra que la energía solar no es la única base posible para una comunidad biológica compleja.
No es invulnerable al calor: es un maestro de los límites
La supervivencia del gusano de Pompeya no depende de una sola adaptación.
Su comportamiento regula la exposición a la temperatura.
El tubo crea un microambiente.
Las branquias y la hemoglobina permiten transportar oxígeno.
Las proteínas y los sistemas celulares reducen el daño causado por el calor y los metales.
Los péptidos antimicrobianos controlan los microorganismos peligrosos.
Las bacterias asociadas pueden aportar nutrientes y modificar la química de la superficie corporal.
Todos estos elementos trabajan juntos.
Lo más importante es que el animal no permanece en el centro del fluido más caliente.
Si se aleja demasiado, pierde acceso a las sustancias químicas y a los microorganismos que sostienen la red alimentaria.
Si se acerca demasiado, el calor, los sulfuros y los metales dañan sus tejidos.
Por eso vive en una frontera.
Un lugar donde el peligro y los recursos están separados por apenas unos centímetros.
Cada vez que se descubre un organismo adaptado a condiciones extremas, como el gusano de Pompeya, comprendemos que las profundidades oceánicas no son un desierto oscuro y vacío. Son un mundo biológico todavía poco conocido.
Para observar animales que viven a miles de metros bajo la superficie se necesitan sumergibles tripulados, vehículos operados a distancia, robots submarinos autónomos, cámaras resistentes a la presión y sistemas especiales de recolección. Incluso recuperar un pequeño ejemplar sin dañarlo puede exigir una tecnología comparable, en ciertos aspectos, a la exploración espacial.
La humanidad ha elaborado mapas detallados de la Luna y de Marte, pero amplias zonas del fondo oceánico de nuestro propio planeta todavía no han sido estudiadas con suficiente precisión. En esos hábitats podrían existir especies aún sin nombre, genes poco comunes, sustancias útiles para desarrollar nuevos medicamentos y recursos minerales relacionados con las tecnologías energéticas del futuro.
Por eso, investigar al gusano de Pompeya no consiste únicamente en conocer a un animal sorprendente. En “Exploración de las profundidades marinas: ecosistemas desconocidos y recursos ocultos del océano”, podemos ampliar la mirada hacia las máquinas que hacen posible estas expediciones, las formas de vida que revelan y el valor científico y económico escondido bajo el fondo marino.
La reflexión de Kori
Al principio, lo que más llama la atención del gusano de Pompeya es una cifra: 80 °C.
Parece la historia de un animal capaz de soportar algo que destruiría a casi cualquier otra criatura.
Sin embargo, después de conocer mejor su biología, creo que su verdadera fuerza se encuentra en otra parte.
El gusano no intenta vencer al ambiente.
Construye un tubo, ajusta su posición, mueve el agua y comparte su cuerpo con bacterias que pueden ayudarlo a transformar ese entorno.
No se hace completamente inmune al calor.
Crea una pequeña zona donde la vida todavía es posible.
Tal vez esa sea una de las lecciones más interesantes de los organismos extremos.
Sobrevivir no siempre significa soportarlo todo.
A veces significa reconocer con precisión dónde termina la oportunidad y dónde comienza el peligro.
Preguntas frecuentes sobre el gusano de Pompeya
1. ¿El gusano de Pompeya puede vivir realmente en agua a 80 °C?
Se han medido temperaturas superiores a 80 °C cerca de los tubos habitados por el gusano de Pompeya. Sin embargo, no existen pruebas suficientes de que todo su cuerpo permanezca durante largos periodos a esa temperatura. Los experimentos realizados a alta presión indican que su límite térmico prolongado probablemente se encuentra por debajo de los 55 °C. El animal regula su exposición al desplazarse dentro del tubo y ocupar la frontera entre el fluido caliente y el agua profunda fría.
2. ¿Qué es la capa parecida a pelo que cubre su espalda?
La capa parecida a pelo no es pelo verdadero, sino una comunidad densa de bacterias epibióticas que vive sobre su cuerpo. Estas bacterias podrían participar en la transformación de sustancias tóxicas, la nutrición, la regulación química de la superficie y la protección frente a microorganismos perjudiciales. Sus funciones exactas continúan siendo objeto de investigación.
3. ¿Por qué es importante el gusano de Pompeya para la ciencia?
El gusano de Pompeya muestra cómo un animal multicelular puede sobrevivir en un ambiente con alta presión, poco oxígeno, temperaturas elevadas, sulfuro de hidrógeno y metales. Sus proteínas resistentes, péptidos antimicrobianos, mecanismos de desintoxicación y asociaciones bacterianas pueden aportar información útil para la biotecnología, el desarrollo de medicamentos, la limpieza ambiental y la astrobiología.
Referencias
- Chevaldonné, P. et al. “Thermotolerance and the ‘Pompeii Worms.’” Marine Ecology Progress Series, 2000.
- Ravaux, J. et al. “Thermal Limit for Metazoan Life in Question: In Vivo Heat Tolerance of the Pompeii Worm.” PLoS ONE, 2013.
- Campbell, B. J. y Cary, S. C. “Characterization of a Novel Spirochete Associated with the Hydrothermal Vent Polychaete Annelid, Alvinella pompejana.” Applied and Environmental Microbiology, 2001.
- Desbruyères, D. et al. “Biology and Ecology of the ‘Pompeii Worm,’ Alvinella pompejana.” Deep-Sea Research Part II, 1998.
- Pradillon, F. et al. “Influence of Environmental Conditions on Early Development of the Hydrothermal Vent Polychaete Alvinella pompejana.” Journal of Experimental Biology, 2005.
- Tasiemski, A. et al. “Characterization and Function of the First Antibiotic Isolated from a Deep-Sea Animal.” 2014.
- Smithsonian Ocean

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