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¿Sangre fría vs sangre caliente? Ni la una ni la otra

Cuando vamos al cole y en clase de ciencias naturales nos hablan de los diferentes grupos de animales, se nos enseña que a los animales se les puede separar en los que tienen la “sangre caliente” y los que tienen la “sangre fría”. Aunque esto se refiere a los diferentes mecanismos de termorregulación que presentan los animales, esta diferenciación entre sangre caliente y fría no es del todo correcta. En esta entrada os explicaremos de forma más científica los diferentes mecanismos de control de la temperatura que presentan los animales y os pondremos ejemplos de especies que rompen el esquema de sangre fría vs sangre caliente.

¿DE DONDE OBTIENE CALOR EL ANIMAL?

Lo primero que nos debemos preguntar es de donde proviene el calor corporal de un animal. Éste puede venir de dos fuentes diferentes:

Endotermia: La endotermia (“endo”, dentro) es el mecanismo de obtención de calor corporal por producción interna. Los animales endotermos presentan mecanismos metabólicos que generan calor (termogénesis). Estos mecanismos son energéticamente caros, y esto provoca que estos animales tengan requerimientos energéticos y alimenticios elevados.

seal-255522_1280El alcatraz patiazul (Sula nebouxii) y el león marino de las Galápagos (Zalophus wollebaeki) son dos buenos ejemplos de animal endotermo. Foto de Peter Stuart Mill.

Ectotermia: La ectotermia (“ecto”, fuera) se da en animales que obtienen el calor corporal del ambiente, tomando el sol (heliotermia) o colocándose cerca de fuentes de calor como rocas calentadas por el sol (tigmotermia), etc… Éstos no presentan ningún mecanismo metabólico que les permita generar calor internamente, pero presentan estrategias comportamentales para obtener o perder calor. Al no gastar energía en generar calor, sus requerimientos energéticos son más bajos y no necesitan alimentarse tan a menudo como los endotermos.

16. Podarcis liolepisUna lagartija parda (Podarcis liolepis) tomando el sol, es un buen ejemplo de animal ectotermo. Foto de David López Bosch.

Estos dos conceptos sólo se refieren a la fuente de calor, independientemente de si el animal es capaz de regular o no su temperatura interna.

¿LA TEMPERATURA DEL ANIMAL ES CONSTANTE?

Los dos conceptos siguientes hacen referencia a si la temperatura del animal es constante o varía con el tiempo:

Homeotermia: Los homeotermos (“homeo”, igual) controlan su temperatura corporal, haciendo que se mantenga relativamente constante mientras que la temperatura ambiental varía. Por lo tanto, al tener calor interno constante, su actividad no está tan condicionada por las condiciones ambientales.

Homeothermy-poikilothermyRangos de temperatura corporal a la que suelen estar un homeotermo y un poiquilotermo. Mientras que la temperatura de la rata se encuentra normalmente a unos 37oC, la temperatura del lagarto es mucho más variable. Imagen de Petter Bockman.

Poiquilotermia: Los poiquilotermos (“poiquilo”, variada) presentan una temperatura corporal parecida a la del ambiente. Su temperatura interna varía según la temperatura ambiental, y por tanto, su actividad está más condicionada por las condiciones ambientales. Por ejemplo en la Península Ibérica, lagartos y lagartijas tienen una temperatura óptima de actividad de entre unos 33-38oC y las serpientes de entre 28-34oC. Aun así, al sufrir diariamente cambios bruscos de temperatura corporal, en ciertos ambientes tienen ventaja sobre los homeotermos, los cuáles pueden llegar a morir si su temperatura corporal aumenta o disminuye unos pocos grados.

Wiki_stranglesnakeTermograma de una serpiente alrededor de una brazo humano, monstrando como la temperatura de la serpiente és similar a la del ambiente. Foto de Arno.

Pero estos conceptos son relativos. Los animales homeotermos, aun teniendo una temperatura corporal media bastante constante, no presentan exactamente la misma temperatura en todas sus partes del cuerpo (en el tronco y órganos internos la temperatura suele ser superior a la de las extremidades). Igualmente, los animales poiquilotermos no siempre tienen una temperatura exactamente igual a la del ambiente ya que, como la mayoría son ectotermos, pueden aumentar su temperatura mediante fuentes externas de calor.

Cold_nose,_warm_touch_-_Thermography_of_CatTermograma de un gato, mostrando que los animales homeotermos no presentan la misma temperatura exacta en diferentes partes del cuerpo. Fotos de Yellowcloud.

Según estas cuatro definiciones, aves y mamíferos serían endotermos (generan calor metabólico) y homeotermos (su temperatura es constante) mientras que reptiles, anfibios y el resto de animales serían ectotermos (obtienen calor de fuentes externas) y poiquilotermos (su temperatura varía con la del ambiente). Pero a la práctica, esta división no supone una barrera infranqueable. A continuación os explicaremos ejemplos de animales que hacen que la línea que separa estos cuatro conceptos quede aún más desdibujada.

HETEROTERMIA

La heterotermia (“hetero”, diferente) se da en animales que pueden pasar de la endotermia a la ectotermia. Ésta se suele dar en aves y mamíferos pequeños, con tasas metabólicas altas (muy activos y con requerimientos energéticos altos) que reducen su temperatura durante períodos de inactividad. Estos períodos de inactividad pueden ser anuales o diarios.

Bear_hibernatingOso negro americano (Ursus americanus) hibernando con sus cachorros. Foto de National Park Service.

Los períodos de inactividad anuales son conocidos como hibernación (o estivación si se dan en verano). La hibernación la suelen llevar a cabo mamíferos típicamente endotermos como las ardillas, pequeños primates, erizos y muchos marsupiales. Los osos aunque también hibernan y disminuyen su metabolismo, no sufren un descenso tan brusco de temperatura corporal (ésta solo disminuye uno o dos grados).

Fat-tailed_Dwarf_Lemur,_Kirindy,_MadagascarEl lémur enano de cola gruesa (Cheirogaleus medius) normalmente estiva durante la temporada seca malgache. Foto de Frank Vassen

Durante la hibernación la tasa metabólica de estos animales se reduce drásticamente y por lo tanto, dejan de regular su temperatura corporal, igualándose con la ambiental (por eso los mamíferos hibernadores buscan refugio en lugares donde la temperatura no sea tan baja como en el exterior). Animales típicamente homeotermos y endotermos, cuando no pueden encontrar suficiente alimento, pasan a un estado de poiquilotermia y ectotermia para ahorrar energía.

F1.largeGráfico de la variación de temperatura corporal durante el torpor diario del hámster dorado (Mesocricetus auratus). Fuente Fatemeh Talaei et al.

Otros animales homeotermos pasan por períodos de poiquilotermia diarios conocidos como torpor, durante los cuáles su metabolismo se reduce. Esto se da típicamente en muchas especies de murciélagos, los cuales tienen una alta temperatura constante durante la noche (cuando están activos) pero ésta disminuye drásticamente durante el día (cuando están durmiendo). Aun así, al dormir durante el día cuando las temperaturas son más altas, su temperatura no disminuye tanto como si durmiesen de noche.

Cluster_of_hibernating_virginia_big_eared_batsCúmulo de murciélagos de orejas grandes de Virginia (Corynorhinus townsendii) hibernando. Los murciélagos suelen congregarse durante la hibernació, para ayudarse a mantenerse calientes en las estaciones más frías. Foto de Stihler Craig, U.S. Fish and Wildlife Service.

Los colibríes también pueden bajar mucho su temperatura corporal durante la noche, aunque en éstos depende de la cantidad de néctar que hayan consumido durante el día. Los colibríes se alimentan exclusivamente de néctar, que está formado principalmente de sacarosa, la cual no se puede almacenar en el organismo y por lo tanto pasa directamente a la sangre y los tejidos. Esto hace que los colibríes tengan un metabolismo muy alto y que necesiten alimentarse muy a menudo para mantener su actividad el día siguiente.

Purple-throated_carib_hummingbird_feedingZumbador de garganta roja (Eulampis jugularis) alimentándose de néctar. Foto de Charles J. Sharp.

Si durante el día han sido capaces de obtener mucho néctar, durante la noche pueden mantener su temperatura típica de 39oC. En cambio, si durante el día no han conseguido suficiente néctar, por la noche entran en un estado de torpor, en que el metabolismo se reduce mucho y la temperatura corporal baja hasta los 12-17oC. Esto les permite ahorrar energía para así poder seguir buscando néctar el día siguiente.

Vídeo de un colibrí que ha entrado en estado de torpor durante la noche en un comedero artificial en Tennessee. Vídeo de Chip Curley.

Después tenemos el caso de la rata topo desnuda (Heterocephalus lager), un roedor del África oriental que es el único mamífero poiquilotermo conocido. La temperatura corporal de la rata topo desnuda es igual a la temperatura ambiental. Aun así, en un estudio se ha visto que aunque la temperatura de la rata topo desnuda es idéntica a la ambiental entre los 12-36oC (ya que no termoregula), a partir de los 28oC su metabolismo se vuelve homeotermo, aunque no se sabe muy bien como genera o regula su temperatura.

Angry female naked mole rat. Credit: Buffenstein/Barshop Institute/UTHSCSAHembra de rata topo desnuda (Heterocephalus lager). Foto de Jedimentat44.

ENDOTERMIA REGIONAL Y FACULTATIVA

Finalmente, hay animales típicamente ectotermos que pueden generar calor y aumentar su temperatura corporal mediante diferentes estrategias adaptativas. La mayoría de estos animales utilizan su actividad muscular para generar calor corporal.

Muchas especies de peces oceánicos presentan un complejo de venas y arterias llamado rete mirabile. Este complejo se encuentra principalmente en mamíferos y aves, y es un sistema de intercambio contracorriente (arteria-vena) que sirve para igualar diferentes parámetros (temperatura, pH o concentración de distintos gases) en diferentes partes del cuerpo.

8041255171_bf47050eef_oDibujo sobre el funcionamento del rete mirabile. Las flechas naranjas y gruesas indican el intercambio de calor que retorna al cuerpo. Imagen de Arne Hendriks.

A muchos peces oceánicos como los tiburones, los atunes y los peces espada, este sistema les permite aumentar su temperatura corporal, ya que su musculatura interna es muy potente y tiene una temperatura muy alta. El rete mirabile les permite repartir por todo su cuerpo y retener el calor generado mientras nadan, convirtiéndolos prácticamente en endotermos.

Rete_Mirabile_04Dibujo en el que se puede ver la alta temperatura de la musculatura interna de un tiburón. Dibujo de Vittorio Gabriotti.

De hecho, los llamados opah (peces del género Lampris) son los primeros peces descubiertos que son completamente endotermos, ya que gracias a su rete mirabile localizado en las branquias y a una capa de grasa que les recubre el cuerpo y les aísla del exterior, pueden mantenerse a una temperatura unos 5oC más elevada que el agua. Aun así no son homeotermos, ya que su temperatura aún puede variar según la ambiental.

Opah_6Foto de un opah (Lampris guttatus). Foto de USA NOAA Fisheries Southwest Fisheries Science Center.

El calentamiento por acción muscular no es exclusivo de los peces. Los mamíferos también temblamos cuando estamos en riesgo de hipotermia, ya que la contracción muscular genera calor. Aunque no se puede decir que tiemblen de frío, muchos insectos y algunos reptiles también utilizan la actividad muscular para aumentar su temperatura. Los insectos, cuando necesitan activar su metabolismo, aletean bruscamente sin volar para aumentar su temperatura. Esto, juntamente con un sistema contracorriente (parecido al rete mirabile), hace que la temperatura corporal del insecto aumente considerablemente respecto a la del ambiente.

Insect_warm-upTermogramas de un insecto incrementando su temperatura corporal aleteando. Fotos de Crespo J.

De la misma forma, algunos reptiles pueden generar calor. Muchas pitones incuban los huevos después de ponerlos. Para hacerlo, se enrollan alrededor de los huevos y contraen voluntariamente sus músculos corporales para aumentar la temperatura de su puesta.

Female_Python_sebae_brooding_eggs_Tropicario,_FINPitón de Seba (Python sebae) incubando su puesta. Foto de Tropicario.

Hemos visto mamíferos y pájaros que disminuyen su temperatura, peces que generan calor, roedores que no termorregulan y reptiles e insectos que se calientan moviéndose. Como habéis podido comprobar, cada especie es un ejemplo único de adaptación a su hábitat y, aunque para la clase de primaria puede resultar útil, dividir  los animales entre los de sangre caliente y sangre fría no siempre es lo más idóneo.

REFERENCIAS

Para la elaboración de esta entrada se han utilizado las siguientes fuentes:

Difusió-castellà

8 pensaments a “¿Sangre fría vs sangre caliente? Ni la una ni la otra”

    1. Porque no encontré ningún caso particular de arácnido que se saltase la división de endotermo y homeotermo / ecctotermo poiquilotermo. Los arácnidos se incluirían en el segundo grupo, en el cuál se hallan la mayoría de invertebrados. Seguro que hay algún arácnido con algún sistema de termorregulación especializado, pero me he tenido que centrar en ciertos grupos ya que si no el artículo podría ocupar páginas y páginas enteras y sería inacabable..

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