domingo, 11 de diciembre de 2016

Respuestas animales a temperaturas extremas



Gran parte de los animales se encuentran viviendo en hábitats cuya temperatura media es de lo más agradable, rondando los 20 o 30ºC, pero otros muchos habitan en zonas cuyas temperaturas se encuentran siempre inferiores a 0, como los peces oceánicos, o muy altas, como los animales del desierto.

Animales, temperaturas extremas y biologia

Esto es así porque han conseguido desarrollar una serie de mecanismos y respuestas que les permiten vivir en dichas zonas sin que el funcionamiento de su cuerpo se vea alterado, ya sea conservando el calor generado o disipándolo en mayor medida.

- Respuestas termorreguladoras en endotermos


Dentro de estas respuestas termorreguladoras encontramos dos tipos principales, como hemos mencionado anteriormente, las que permiten conservar el calor producido (conservativas) y las que permiten eliminarlo de una forma muy rápida (disipativas). Pero a su vez, en cada una de estas categorías encontramos dos tipos, las pasivas y las activas, dependiendo del mecanismo por el cual se lleven a cabo:

. Respuestas conservativas pasivas

Son aquellas que se dan de forma pasiva, como su nombre indica, y pueden ser la piloerección, la vasoconstricción periférica, el incremento del pelaje, plumaje o grasa, etc.

. Respuestas conservativas activas

Son aquellas que se dan a través de una generación de calor, como puede ser la termogénesis o la aclimatación metabólica.

. Respuestas disipativas pasivas

Entre estas respuestas encontramos la piloconstricción, la vasodilatación periférica, los cambios enzimáticos, una disminución del tamaño, pérdida de pelaje, etc.

. Respuestas disipativas activas

En esta categoría encontramos la sudoración, el jadeo y la aclimatación a la pérdida de agua.

+ Comportamiento


La regulación de la temperatura por comportamiento es algo que realizan todos los animales, y es algo que se puede ver perfectamente en cualquier época del año. Como ejemplo podemos observar a los pájaros buscando la sombra en verano o a los perros o ratones acurrucados sobre sí mismos con el objetivo de conservar el calor durante el invierno. También existen la exposición al sol, la modificacion de la relacion S/V, la ensalivación, etc.

- Respuestas fisiológicas en endotermos


+ Sudoración


En humanos, caballos, camellos y canguros encontramos glándulas sudoríparas de forma abundante encargadas de secretar una secreción acuosa de plasma, sin proteínas y rica en ácido láctico, urea y potasio.

Esta sudoración es una respuesta aguda pero también es susceptible de aclimatación. La pérdida de agua se incrementa de 1,5 a 6 litros por hora y la pérdida se reduce de 15 a 5 gramos por día, por lo que existe tanto un control de secreción como de reabsorción.

Esta absorción es selectiva, y la reabsorción del cloruro sódico es debido a una hormona llamada aldosterona a través de un importante canal llamado CTFR.

La hormona oxitocina incrementa la sudoración y la excreción de sales. La propia glándula sudorípara, cuando tiene que funcionar, produce calicreina, que a su vez crea bradicinina, que produce una vasodilatación que permite el aumento de plasma en la zona de la glándula, permitiendo que este pueda ser excretado.

+ Jadeo


El jadeo es una respuesta característica de perros, aunque también se da en mamíferos y aves de forma menos significativa. Se da un incremento de la frecuencia ventilatoria en respuesta a estrés térmico, en ocasiones inmensa, como en los perros que aumenta de 40 a 200. Se aumenta la ventilación del espacio muerto (conductos respiratorios) y se elimina la alcalosis.

El jadeo consiste en el aumento de la respiración con el objetivo de eliminar temperatura a través de la saliva de la lengua. El objetivo es incrementar la respiración sin que se incremente el flujo de aire que llega a la superficie respiratoria.

Los perros inspiran por la nariz y espiran por la boca, sin que la ventilación alveolar se incremente en gran medida. De esta forma el aire se humedece en la nariz y la boca y se elimina dicha agua junto con la temperatura.

+ Oscilación golar


Este es un mecanismo que se da en aves, donde se observa una rápida oscilación de la parte final de la boca sin requerir de mucho esfuerzo (gasto de ATP); este mecanismo permite un enfriamiento respiratorio típico en las aves.

A medida que aumenta la temperatura del ambiente aumenta dicha oscilación golar, aumentando la pérdida de agua y, por tanto, de temperatura.

- Adaptaciones evolutivas a temperaturas extremas


Los endotermos están adaptados a los ambientes que habitan, algo que se observa más notablemente en los ambientes extremos. Algunas de las adaptaciones evolutivas son:

. Pieles más gruesas (pelos, plumas o grasa).

. Mayor tamaño (menor relación S/V, ley de Bergmann).

. Colores más claros.

. Apéndices menores.

. Zonas heterotermales.

. Sistemas de intercambio en contracorriente.

. Adaptaciones homeoviscosas.

. Cambios enzimáticos.

. Pseudopoiquilotermia o hibernación (evitamiento).

Aunque un animal endotermo posea una temperatura corporal de aproximadamente 37ºC, existen zonas de su cuerpo cuya temperatura puedes ser muy inferior a esa. Es por esto que esos tejidos presentan una serie de diferencias con el resto.

Los fosfolípidos de las células de las partes más frías de los animales cuentan con un mayor contenido en ácidos grasos insaturados, lo que mantiene las estructuras membranales más rígidas y evitan que se dé el cambio de conformación y por lo tanto un aumento de la viscosidad.

+ Animales desérticos


En el extremo opuesto a todo lo anterior observamos a los animales adaptados al desierto, los cuales presentan una serie de características complementarias a las adaptaciones de comportamiento:

. Pieles más gruesas, con un mayor aislamiento térmico en ciertas zonas, permitiendo un incremento de temperatura en el pelaje.

. Mayor tamaño (menor relación S/V).

. Apéndices de mayor tamaño y cambios enzimáticos.

. Heterotermia temporal y regional.

En estos animales se observa un incremento muy grande de temperatura a lo largo del día, y un enfriamiento masivo durante la noche. También influye la disponibilidad de agua que posea el animal, ya que si se encuentra bien hidratado la variación de temperatura es menor debido a la posibilidad de sudoración.

+ Heterotermia regional: Seno cavernoso


Se trata de un sistema contracorriente que sucede en la carótida de muchos animales y que se relacionó con la muerte por hipertermia. Las carótidas, que llevan sangre caliente del corazón, antes de llegar al cerebro se ramifican en gran medida sin llegar a formar capilares. Se forma una red de vasos que están metidos dentro del seno venoso, es decir, que lleva sangre de retorno.

Esta sangre venosa proviene de unas venas que llegan de la pituitaria de la nariz, a temperaturas más bajas, lo que hace que la sangre que llega desde el corazón lo haga preenfriada, y la que llega al corazón desde la nariz lo haga precalentada. Se trata de un sistema de intercambio, aunque no es contracorriente.

Este sistema se encuentra en diversos animales, como ovejas, perros, simios, humanos, etc. Este sistema funcionará mejor en animales con narices complejas, cuya temperatura sea más cercana a la ambiental, ya que evitará la hipertermia en la zona cerebral, aunque la temperatura de la sangre en el corazón sea mucho mayor.

El objetivo de este sistema parece ser el de poder alcanzar temperaturas corporales muy altas en animales del desierto sin que se vea incrementada la temperatura cerebral, ya que las neuronas, en general, tienen un rango mucho menor de temperatura.

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Artículo redactado por Pablo Rodríguez Ortíz, estudiante de Biología en la Universidad de Málaga.