Animales de “sangre fría”

Prosiguiendo con el tema del post sobre la termorregulación hoy hablaré sobre los ectotermos, o poiquilotermos, y sobre los mecanismos que emplean para regular su temperatura corporal.

lagarto al solLa ectotermia y la poiquilotermia son sinónimos ya que los dos destacan aspectos diferentes de un fenómeno: mientras que la poiquilotermia señala la variabilidad de la temperatura, la ectotermia destaca que las condiciones externas determinan la temperatura corporal.

La característica distintiva de los ectotermos es que la temperatura corporal del animal depende de la capacidad de lograr un equilibrio con las condiciones térmicas del ambiente y que varía de acuerdo con las modificaciones de las condiciones ambientales.

La ectotermia es, por mucho, el tipo más frecuente de relación térmica observado en los animales. Los anfibios, la mayoría de peces y reptiles, todos los invertebrados acuáticos y la mayor parte de los invertebrados terrestres lo son.

Los ectotermos suelen denominarse de sangre fría en el lenguaje no científico por la frialdad al tacto que revelan en ciertas condiciones; sin embargo, muchas especies pueden presentar temperaturas corporales elevadas cuando están en ambientes cálidos. Por ejemplo, las iguanas y los insectos del desierto son poiquilotermos y, con frecuencia, presentan temperaturas corporales que exceden bastante la temperatura del cuerpo humano por  lo que sangre fría no es un término general adecuado para describir a los poiquilotermos o ectotermos.

La ectotermia se manifiesta de forma diferente si el animal es terrestre o acuático. Los ectotermos acuáticos típicos tienen temperaturas corporales casi iguales a las del agua mientras que los terrestres no siempre tienen temperaturas corporales equivalentes a las del ambiente porque la transferencia de calor por radiación térmica o evaporación en la tierra puede determinar que adquiera un valor alejado de la temperatura ambiente. Por ejemplo, si una rana o un caracol terrestre descansan al sol, su temperatura corporal podría ser mucho más elevada que la del aire; sin embargo, cumple las características de la ectotermia porque su temperatura corporal es consecuencia del equilibrio con las condiciones térmicas del ambiente.

atúncaracol al sol


Mecanismos de termorregulación en ectotermos

En los ectotermos la regulación de la temperatura corporal depende de la capacidad para regular el intercambio de calor con el ambiente y esto se relaciona con la capacidad de la piel para transferir calor entre el animal y el entorno.

Los ectotermos adquieren y mantienen la temperatura corporal a través de mecanismos tanto conductuales como fisiológicos:

- Ajustes conductuales. Los ectotermos son capaces de regular su temperatura corporal, y con gran precisión, mediante el comportamiento buscando zonas, en su entorno, donde la temperatura sea favorable para sus actividades aunque puede verse alterado por cambios en el clima u otras condiciones que el animal no puede controlar. Por ejemplo, una iguana podría no alcanzar una temperatura corporal cercana a su preferida si el día está nublado y frío o, un pez que prefiriese una masa de agua fría no puede hacerlo si toda el agua de su entorno está caliente. Debido a estas y otras razones deben ser “generalistas” térmicos, es decir, ser capaces de funcionar a varias temperaturas corporales y poseer diversas amplitudes en el rango de temperaturas que consideran aceptables. Algunas especies, denominadas eutérmicas, pueden vivir dentro de rangos bastante amplios de temperatura corporal, como el pez dorado, que mantiene la orientación corporal, la alimentación y la natación de forma normal con temperaturas entre 5 y 30°C; otros poiquilotermos, denominados estenotérmicos, funcionan dentro de rangos de temperatura más estrechos. Además de la energía solar, hay especies que utilizan otros mecanismos para calentarse, como posarse sobre piedras o sustratos calientes o, en función de la intensidad de radiación, exponiendo el anverso o reverso de las alas según el grado de melanismo que presenten. Sauromalus

Un ejemplo son los lagartos del desierto, Sauromalus sp.,  que se aprovechan de los cambios de la radiación solar a lo largo del día para mantener su temperatura corporal relativamente constante. Por la mañana salen de sus madrigueras y toman el sol con el cuerpo aplastado para absorber una mayor cantidad de calor; a medida que el día se va haciendo más caluroso se ponen hacia el sol, para reducir la superficie corporal expuesta, y levantan el cuerpo para aislarse del suelo caliente; en las horas más calurosas del día, pueden volver a sus madrigueras y, más tarde, salir para tomar de nuevo el sol cuando la temperatura del aire desciende lo que ayuda a mantener una temperatura corporal relativamente constante de 36-39°C, mientras que la del aire oscila entre 29 y 44°C. Dipsosaurus dorsalisLa iguana del desierto, Dipsosaurus dorsalis, prefiere una temperatura corporal de 42°C cuando está en plena actividad y puede tolerar subidas hasta los 47°C, letal para aves y mamíferos y la mayoría de los demás reptiles. Suele salir por la mañana y exponerse al sol hasta que su temperatura corporal se eleva dentro de un intervalo preferido; cuando la temperatura corporal comienza a descender demasiado se mueve hacia el sol y cuando empieza a elevarse en exceso vuelve a la sombra. mariposaTambién puede modificar la cantidad de superficie corporal expuesta aplanándose contra el suelo para perder o adquirir calor y, cuando éste se encuentra demasiado caliente, disminuyendo el contacto al mínimo mediante la elevación del cuerpo o incluso trepando a los arbustos. En las mariposas, la superficie de las alas es usada como receptor de energía y como conductor calórico y su ángulo de apertura respecto al cuerpo regula la absorción de calor.

- Ajustes fisiológicos. La mayoría de ectotermos pueden ajustar sus ritmos metabólicos a la temperatura reinante, de tal manera que la intensidad del metabolismo permanezca prácticamente constante. Esto recibe el nombre de compensación de la temperatura e implica ajustes bioquímicos y celulares que permiten a un pez o a una salamandra, por ejemplo, tener el mismo nivel de actividad tanto en ambientes fríos como calurosos. Así, logran casi lo mismo que los endotermos regulando directamente su metabolismo independientemente de la temperatura corporal, que también es una forma de homeostasis. Otro mecanismo es el cambio de color oscuro-claro que controla la absorción de radiación solar.

cordylus

En el lagarto Cordylus, las especies oscuras se calientan más rápidamente que las claras. La iguana del desierto absorbe un 73% de la luz visible incidente cuando tiene coloraciones oscuras, que disminuye a un 58% cuando adquiere coloraciones más claras. El mecanismo más importante es la regulación del flujo sanguíneo periférico. A través de la vasoconstricción se disminuye el diámetro del vaso sanguíneo disminuyendo el intercambio de calor con el ambiente; por el contrario, con la vasodilatación, se aumenta el diámetro y el intercambio de calor.

Amblyrhynchus cristatus

La importancia de la termorregulación fisiológica es muy patente en la iguana marina de las islas Galápagos, Amblyrhynchus cristatus, que vive en un hábitat cálido pero que busca su alimento en las aguas frías de la corriente de Humboldt. Puede permanecer sumergida durante media hora, disminuyendo la frecuencia cardíaca (bradicardia) y el flujo de sangre a los tejidos superficiales minimizando la pérdida de calor. Cuando sale del agua se calienta exponiendo su cuerpo oscuro al sol y apoyando la parte ventral del cuerpo sobre las rocas caldeadas; simultáneamente, aumenta la frecuencia cardíaca y el flujo sanguíneo periférico, circulando la sangre fría desde el centro del cuerpo a la periferia aumentando la conductancia y acelerando la absorción de calor.


Excepciones de los ectotermos

- Endotermia regional. La temperatura del corazón y de las branquias fluctúa con cambios en la temperatura ambiental. Ha evolucionado en dos grupos de peces, los teleósteos del suborden Scombroidei (atún, caballa, pez espada) y los tiburones de la familia Lamnidae. Es interesante ya que es más dificultoso mantener un diferencial de temperatura con el ambiente para un organismo acuático que para uno terrestre, particularmente si la respiración es mediante branquias. Para reducir el intercambio de calor es necesario un gran tamaño corporal junto con el intercambio por contracorriente de calor permitiendo que el calor pase desde la sangre venosa, que se ha calentado por el metabolismo de los músculos, a la sangre arterial fría. Para la generación de calor se requiere un tejido con alta capacidad oxidativa. En el atún y el tiburón peregrino los músculos rojos encargados de la natación cumplen esta función.

Scombroidei

Caballa

tiburón peregrino

Tiburón peregrino

- Endotermia facultativa. Algunas especies de varios órdenes de insectos como Odonata (libélulas), Diptera (moscas), Hymenoptera (abejas), Coleoptera (escarabajos) y Lepidoptera (mariposas) pueden elevar durante cierto tiempo su temperatura corporal. Antes del vuelo, producen calor mediante el temblor de los músculos de vuelo torácico (contracción isométrica). Para conservar el calor en la región torácica, poseen un sistema intercambiador de calor por contracorriente entre la hemolinfa fría, que entra al tórax desde el abdomen, y la hemolinfa caliente que sale del tórax hacia el abdomen. Utilizando esto, la polilla Eupsilia mantiene, durante el vuelo, la temperatura del tórax a 30°C cuando la temperatura ambiente es menor a 0°C. La pérdida activa de calor desde el tórax al abdomen impide el sobrecalentamiento durante el vuelo cuando se generan altas temperaturas musculares. Entre los reptiles, se ha visto en hembras del pitón de la India, Python molurus, que, después de la oviposición, se enrolla alrededor de los huevos y realiza movimientos contráctiles rítmicos de la musculatura incrementando su temperatura y, por lo tanto, la de la masa de huevos.

Eupsilia

Polilla Eupsilia

Python molurus

Pitón de la India

- Homeotermia inercial. El tamaño y forma del cuerpo afectan a la termorregulación. Un animal de gran tamaño tiene una relación área superficial-volumen menor que uno pequeño, por lo tanto, tiene mayor inercia térmica y se calentará y enfriará más lentamente. Algunos ectotermos de gran tamaño, especialmente en climas cálidos, mantienen la temperatura corporal relativamente constante. Un ejemplo son las tortugas gigantes de las Galápagos, Chelonoides nigra, y de Aldabra, Geochelone gigantea. Las especies de dinosaurios de tamaño mediano y grande (con más de 500 kg) habrían sido homeotermos inerciales poco afectados por las fluctuaciones diurnas de temperatura.

Chelonoides nigra

Tortuga Gigante de las Galápagos

Geochelone gigantea

Tortuga gigante de Aldabra

En el próximo post hablaré de los endotermos y sus mecanismos de termorregulación. Espero que disfrutéis de la lectura.

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Publicado el 09/02/2013 en Archivo, Fisiología, Temática, Zoología y etiquetado en , , , , , , , , , , . Guarda el enlace permanente. 2 comentarios.

  1. Te puedo hacer una crítica constructiva? Utiliza referencias bibliográficas en el texto y ponlas al final!!! Saludos

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