Los saltos de las ranas

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53004487 Entre los anfibios anuros los hay que dan grandes y rápidos saltos, como algunas ranas (Rana agilis, por ejemplo, como su propio nombre indica, pertenece a este grupo), pero también los hay que dan saltos pequeñitos, bastante torpes, como otras ranas y como muchos sapos. También los hay que son incapaces de saltar, como el sapo corredor (Bufo calamita), que se desplaza mediante breves carreras intercaladas por periodos de descanso, también breves. La diferencia más evidente entre unos y otros es la longitud de sus extremidades posteriores. Las de los buenos saltadores son más largas y delgadas. Pero además de esa diferencia visible, hay otra que sin serlo, tiene gran importancia. Se trata de una diferencia bioquímica, gracias a la cual los buenos saltadores pueden sacar partido de su favorable constitución anatómica, y consiste en que los niveles de la enzima metabólica lactato deshidrogenasa (LDH) son más altos en las ranas del tipo de Rana agilis que en los anfibios del tipo de Bufo calamita. Veamos, en primer lugar, cuál es el papel de <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><st1:PersonName w:st="on" ProductID="la enzima LDH">la enzima LDH</st1:PersonName> en esta historia. Las enzimas son sustancias (proteínas) producidas por las células, cuyo papel es el de catalizar los procesos biológicos; sin su concurso tales procesos se desarrollarían de forma extraordinariamente lenta. Por esa razón, es la dotación enzimática (el conjunto de enzimas de que dispone) de una célula la que determina, en gran medida, qué procesos se pueden desarrollar en esa célula y cuáles no. Como cualquier otro movimiento, los saltos se producen gracias a la contracción de células musculares. Por ello, la capacidad de saltar depende absolutamente del trifosfato de adenosina (ATP), molécula que contiene la energía procedente de los sustratos energéticos que son catabolizados (degradados metabólicamente) con ese fin. Así pues, las células musculares de las ancas de rana necesitan un importante aporte de ATP para poder desempeñar su función con normalidad. Por otro lado, es sabido que en anfibios la síntesis aerobia<A title="" style="mso-footnote-id: ftn1" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftn1" name=_ftnref1><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[1]</A> de ATP no es muy eficaz, dado que sus pulmones son bastante simples y la difusión del oxígeno desde los pulmones hasta las células musculares suele ser bastante limitada. Esto no suele ser un problema cuando no hay requerimientos especiales; pero sí lo es cuando sobre el anuro en cuestión se cierne alguna amenaza. Así, si una rana detecta un peligro responde dando un salto, cuanto más largo mejor. Lo que ocurre es que para surtir al músculo del ATP que se necesita bajo esas condiciones de alta demanda (por unidad de tiempo), los sistemas respiratorio y vascular no son capaces de aportar oxígeno lo suficientemente rápido. Por ello, además del metabolismo aerobio, estas ranas han de recurrir también a vías metabólicas anaerobias; esto es, han de utilizar rutas de síntesis de ATP que no requieren oxígeno. Y esa es, precisamente, la diferencia entre unos y otros anuros, ya que el contar en su tejido muscular con una mayor o menor concentración de la enzima lactato deshidrogenasa es clave para poder recurrir en mayor o menor medida a las vías metabólicas anaerobias. Recordemos que los que disponen de alta concentración de LDH pueden dar grandes y rápidos saltos, al contrario de lo que ocurre a los que tienen baja concentración muscular de esa enzima. La razón es simple: la LDH es la enzima que permite que se complete la vía anaerobia conocida como fermentación láctica<A title="" style="mso-footnote-id: ftn2" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftn2" name=_ftnref2><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[2]</A> que es la que surte de ATP al músculo de forma muy rápida y sin necesitar oxígeno para ello. Por ello, si la concentración de LDH es alta, también lo es la tasa de producción de ATP en el músculo y lo contrario ocurre cuando la concentración de LDH es baja. En cierto modo, las ranas son como los automóviles de Fórmula 1: para poder ir rápido no sólo se necesitan una buena carrocería y buenos neumáticos, el motor también ha de ser de gran potencia. <SPAN style="FONT-SIZE: 11pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">Nota: Esta historia la escribió mi compañera Miren Bego Urrutia en <A id=link_0 title=http://www.ehu.es/ehusfera/uhandreak/2009/07/06/igelen-jauziak/ href="http://www.ehu.es/ehusfera/uhandreak/2009/07/06/igelen-jauziak/">Uhandreak</A>; yo me he limitado a traducirla al castellano. <DIV style="mso-element: footnote-list"> <HR align=left width="33%" SIZE=1> <DIV id=ftn1 style="mso-element: footnote"> <A title="" style="mso-footnote-id: ftn1" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftnref1" name=_ftn1><SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[1]</A> Síntesis de ATP en la que interviene el oxígeno catabolizando sustratos hidrocarbonados (azúcares y grasas principalmente), y cuyos productos son el CO2 y H2O. </DIV> <DIV id=ftn2 style="mso-element: footnote"> <A title="" style="mso-footnote-id: ftn2" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftnref2" name=_ftn2><SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[2]</A> La fermentación láctica no es sino la ruta conocida con el nombre de glucolisis, salvo que el piruvato resultante de la misma se convierte finalmente en lactato (o ácido láctico). </DIV></DIV> false

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1 Los saltos de las ranas

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53004487 La mayor parte de los tetrápodos (animales de cuatro patas) no pierden una cantidad excesiva de calor por conducción<A title="" style="mso-footnote-id: ftn1" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftn1" name=_ftnref1><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-font-size: 10.0pt; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[1]</A>. Las cosas cambian, sin embargo, cuando el animal en cuestión, en vez de encontrarse sobre sus extremidades, se encuentra tumbado. El aire es mal conductor de calor; por esa razón, un animal que se encuentra sobre sus cuatro extremidades pierde muy poco calor por conducción, ya que tiene una superficie mínima de contacto con el suelo, que suele ser mucho mejor conductor de calor que el aire. Sin embargo, si se encuentra tumbado, la superficie del animal en contacto con el suelo es mucho mayor y por lo tanto, la pérdida de calor por esa vía puede ser muy superior. En mayor o menor medida, todos tenemos experiencia directa de esa forma de perder calor. Sabemos que si nos tumbamos en el suelo conviene aislarnos al máximo, sobre todo si nos encontramos sobre un suelo frío. No es poco el calor que puede perderse así. Los cerdos, al tumbarse en el suelo de su pocilga, experimentan una pérdida de energía muy significativa. Ahora bien, esa pérdida de energía varía mucho con la conductividad térmica del suelo, lo que a su vez depende del tipo de suelo de que se trate. Es tal la importancia que tiene el tipo de suelo a esos efectos, que se han realizado investigaciones específicas para conocer la incidencia de ese factor en la ganancia de peso de marranos estabulados. En una de esas investigaciones, publicada por Mount en 1967, se midieron las pérdidas de calor que experimentaban puercos recién nacidos que se encontraban en tres suelos diferentes: de cemento, de madera y de poliestireno.<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /><o:p></o:p> En los garrapines que se encontraban en suelo de cemento, el 15% de la pérdida de calor la experimentaban por conducción. Ese porcentaje se reducía al 6% en el suelo de madera y era incluso inferior en el caso del suelo de poliestireno. Está claro que esas diferencias se traducen en diferencias equivalentes en el gasto energético total; esto es, cuanto mayor es la pérdida por conducción, mayor es la pérdida calórica total, porque el resto de los conceptos (pérdida por radiación y por evaporación) no varían con el tipo de suelo.<o:p></o:p> Y claro está, si varía la pérdida de calor, también varía la ganancia de peso. Dicho de otra forma, los gochos engordan más o menos dependiendo del tipo de suelo, y eso tiene evidentes implicaciones económicas.<o:p></o:p> <DIV style="mso-element: footnote-list"> <HR align=left width="33%" SIZE=1> <DIV id=ftn1 style="mso-element: footnote"> <A title="" style="mso-footnote-id: ftn1" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftnref1" name=_ftn1><SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[1]</A> Me refiero, lógicamente, a animales terrestres, porque el caso de los animales acuáticos es muy diferente, ya que el agua conduce el calor mucho mejor que el aire. </DIV></DIV> false

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1 El suelo de la pocilga

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53004487 En la entrada anterior conté cómo funciona la red maravillosa de los atunes, gracias a la cuál pueden mantener calentita la musculatura lenta. Y he pensado que, ya puestos, puedo aprovechar para dar una idea algo más amplia de la heterotermia. El calentamiento parcial de una parte de la musculatura de los atunes es un fenómeno de heterotermia, pero hay más. Veremos aquí algunos ejemplos. El calor de los animales endotermos es el que ellos mismos generan gracias a su elevada actividad metabólica. En los ectotermos, sin embargo, el calor proviene del exterior. La mayoría de los animales homeotermos<A title="" style="mso-footnote-id: ftn1" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftn1" name=_ftnref1><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[1]</A> son endotermos, y viceversa; pero hay alguna excepción. Además, algunos animales se encuentran en la frontera entre la endotermia y <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><st1:PersonName ProductID="la ectotermia. Y" w:st="on">la ectotermia. Y</st1:PersonName> es mucho lo que enseñan tanto las excepciones, como los casos que se encuentran en la frontera. <st1:PersonName ProductID="La tortuga Dermochelys" w:st="on">La tortuga Dermochelys</st1:PersonName> coriacea conserva parte del calor que genera su actividad natatoria, y gracias a ese calor es capaz de mantener una temperatura corporal <st1:metricconverter ProductID="10ﾺC" w:st="on">10ºC</st1:metricconverter> superior a la temperatura del entorno. Eso le permite penetrar en aguas frías en busca de alimento, algo que está vedado a otras especies de tortugas. El pez espada, cuando caza, mantiene el cerebro y los ojos más calientes que el resto del cuerpo, y los tiburones y, sobre todo, los atunes<A title="" style="mso-footnote-id: ftn2" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftn2" name=_ftnref2><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[2]</A>, mantienen su temperatura corporal por encima de la ambiental cuando realizan grandes desplazamientos. La cigarra apache, al igual que hacen otros insectos, producen una especie de sudor, de forma que su evaporación les permite mantener una temperatura corporal inferior a la temperatura ambiente. Y al contrario, hay insectos, como los esfíngidos (familia Sphingidae) que son capaces de generar calor cuando les resulta necesario. Hay serpientes, como la pitón de la India, que producen calor mediante movimientos musculares similares a la tiritación, cuando se encuentran incubando los huevos. Llegan a elevar la temperatura corporal en ocho grados de esa forma. El topo desnudo mantiene su temperatura corporal a la temperatura de <st1:metricconverter ProductID="30ﾺC" w:st="on">30ºC</st1:metricconverter>, que es la de las cavidades en las que vive. Es el único mamífero que es ectotermo; esto es, su homeotermia no está basada en una fuente interna de calor, como ocurre con el resto de mamíferos, sino en la constancia térmica del entorno en el que vive. Los murciélagos reducen su temperatura corporal durante el sueño y algunas aves pueden llegar a igualar su temperatura corporal con la del ambiente. Eso sí, si el descenso es excesivo, lo contrarrestan “encendiendo” de nuevo el “calentador”, esto es, activando el metabolismo. Los mamíferos monotremas (platipusas y equidnas) tienen una temperatura corporal de <st1:metricconverter ProductID="32ﾺC" w:st="on">32ºC</st1:metricconverter>, muy inferior a la normal de los placentarios (<st1:metricconverter ProductID="37ﾺC" w:st="on">37ºC</st1:metricconverter>) y la mayor parte de los marsupiales la mantienen a <st1:metricconverter ProductID="35ﾺC" w:st="on">35ºC</st1:metricconverter>. Los damanes (mamíferos placentarios del orden Hyracoidea) tienen dificultades para mantener constante la temperatura corporal. Por esa razón recurren en ocasiones a comportamientos típicos de los reptiles: se ponen al sol, como las lagartijas, para calentarse. Así pues, en lo que se refiere a la temperatura corporal las cosas no son siempre blancas o negras. También pueden ser grises o, incluso, puede ocurrir que ahora son blancas y más tarde son negras, y viceversa. A eso es a lo que llamamos heterotermia. <DIV style="mso-element: footnote-list"> <HR align=left width="33%" SIZE=1> <DIV id=ftn1 style="mso-element: footnote"> <A title="" style="mso-footnote-id: ftn1" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftnref1" name=_ftn1><SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[1]</A> Son animales homeotermos los que, regulandola de forma activa, mantienen constante su temperatura corporal. Se denominan, vulgarmente, animales de sangre caliente. </DIV> <DIV id=ftn2 style="mso-element: footnote"> <A title="" style="mso-footnote-id: ftn2" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftnref2" name=_ftn2><SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[2]</A> Al mecanismo que utilizan los atunes para conseguirlo ya me referí en la entrada “La estufita de los atunes”. </DIV></DIV> false

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heterotermia

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1 Heterotermia

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53004487 Los escómbridos son algunos de los peces teleosteos mejor dotados para la natación prolongada. A este grupo pertenecen, entre otros, caballas y atunes. Son perfectamente capaces, también, de realizar esfuerzos muy intensos de corta duración gracias a su poderosa musculatura blanca<A title="" style="mso-footnote-id: ftn1" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftn1" name=_ftnref1><SPAN style="FONT-SIZE: 11pt; FONT-FAMILY: Verdana; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[1]</A>. Pero por comparación con otros teleósteos, disponen de una importante musculatura roja<A title="" style="mso-footnote-id: ftn2" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftn2" name=_ftnref2><SPAN style="FONT-SIZE: 11pt; FONT-FAMILY: Verdana; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[2]</A>. Gracias a esa musculatura roja se encuentran tan bien dotados para la natación prolongada. Ahora bien, dentro de los escómbridos, los túnidos son los que, con diferencia, alcanzan los mayores niveles de rendimiento físico. Son excelentes nadadores, capaces de recorrer larguísimas distancias a gran velocidad. Sorprendentemente, sin embargo, ello no es debido a que su musculatura sea, en lo sustancial, diferente a la del resto de escómbridos. En opinión de los especialistas, las características metabólicas de los músculos de este grupo de peces, en conjunto, es difícilmente mejorable. Esa es la razón por la que no parece haber diferencias significativas entre la maquinaria celular y metabólica de los túnidos y la del resto de escómbridos. Pero hay una diferencia importantísima entre ellos; no es de naturaleza metabólica o celular, sino que consiste en un rasgo fisiológico propio de los túnidos, pero de la que carece el resto de peces, incluidos sus parientes más próximos. Los túnidos mantienen su musculatura roja unos 10º C por encima de la temperatura del agua en la que nadan. Ese es el rasgo clave, lo que los diferencia del resto de los peces. Gracias a esa temperatura muscular pueden desarrollar niveles de actividad mucho más altos que todos los demás escómbridos. Como digo, es la musculatura roja y no el resto del organismo lo que mantienen unos 10º C más caliente que el medio externo. En cierto modo, esto se parece mucho a lo que hacemos los animales homeotermos, con la particularidad de que los túnidos no lo son. Esa diferencia térmica es debida a que los atunes son capaces de retener parte del calor que produce su actividad muscular, evitando que se disipe libremente hacia el exterior. Ello es posible gracias a un dispositivo de su sistema circulatorio, denominado “rete mirabile” (red maravillosa). Ese dispositivo permite que la sangre (arterial) fría procedente de las branquias se caliente antes de llegar a los músculos. Se calienta porque la sangre (venosa) que ya ha atravesado la musculatura le cede el calor que contiene. Ese intercambio de calor se produce entre vasos sanguíneos dispuestos en íntima proximidad unos con otros, pero en cuyo interior la sangre circula en sentidos opuestos. A esa forma de circular se denomina contra corriente, y el intercambio de calor entre los dos subsistemas circulatorios se optimiza gracias a ella. Es un ejemplo fisiológico de lo que se denomina un intercambiador contra corriente. En el mundo animal no son raros intercambiadores así, de calor o de iones. Los intercambiadores contra corriente son muy utilizados para termostatizar instalaciones o locales, por su gran eficiencia; y aunque los ingenieros creen que son una creación de la mente humana, en realidad fueron diseñados por la naturaleza hace millones de años. <SPAN style="FONT-SIZE: 11pt; FONT-FAMILY: Verdana; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">De lo anterior se deduce que en los túnidos se da un fenómeno de endotermia, esto es, de acumulación de calor de origen endógeno, interno. Es lo mismo que hacemos nosotros, que también somos endotermos, pues nos mantenemos calientes gracias al calor que produce el metobolismo. La diferencia es que nosotros, homeotermos, conseguimos mantener constante la temperatura corporal, aunque esa constancia no sea absoluta, y los atunes se limitan a mantener algo más caliente su musculatura lenta. Puede parecer poca cosa, pero el resultado los convierte en poderosísimas máquinas de nadar. Y todo gracias a la estufita de su metabolismo muscular y a que se las arreglan para perder poco del calor que produce esa estufita. <DIV style="mso-element: footnote-list"> <HR align=left width="33%" SIZE=1> <DIV id=ftn1 style="mso-element: footnote"> <A title="" style="mso-footnote-id: ftn1" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftnref1" name=_ftn1><SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: Verdana; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[1]</A> De contracción rápida, anaeróbica, fatigable </DIV> <DIV id=ftn2 style="mso-element: footnote"> <A title="" style="mso-footnote-id: ftn2" href="http://blogs.elcorreodigital.com/trunk/wysiwyg.html#_ftnref2" name=_ftn2><SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: Verdana; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-ansi-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">[2]</A> De contracción lenta, aeróbica, llena de mitocondrias, bien irrigada de sangre y resistente a la fatiga </DIV></DIV> false

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1 La estufita de los atunes

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53004487 Cuando trabajo en casa, muchas veces levanto la vista de la pantalla y miro al exterior; a veces miro a lo lejos, hacia el Ganeko o el Pagasarri, y otras me quedo contemplando a los gorriones que visitan mi terraza y que van de un lado para otro, dando pequeños saltos, a veces pasando a las terrazas de los vecinos. En esos días que nosotros decimos de perros y los anglosajones dicen de perros y gatos, fríos, desapacibles, a menudo lluviosos, como los que se avecinan, los gorriones tienen una apariencia curiosa. En esos días de mal tiempo, los gorriones parecen haber engordado de repente, de un día para otro. Más que gorriones, parecen pelotas de tenis con patas. Pero sólo lo parecen; ese aspecto no tiene nada que ver con que estén más o menos gordos, con que tengan más o menos depósitos de grasa. El aspecto esférico que adoptan no es sino el resultado de cómo disponen el plumaje. Adoptan esa disposición para aislarse del exterior y evitar de esa forma perder demasiado calor. Expanden plumas y plumones y generan así una amplia capa alrededor de su cuerpo. Es una capa de aire, el que queda retenido entre los filamentos más finos de las plumas. Las aves son animales homeotermos y para regular su temperatura corporal deben, cuando hace frío, evitar una pérdida excesiva de calor. El aire es mal conductor térmico, mucho peor que el agua (podemos recordar aquí lo dicho en la entrada “<A id=link_0 title=http://blogs.elcorreodigital.com/animaladas/2009/5/19/del-desierto-los-polos href="http://blogs.elcorreodigital.com/animaladas/2009/5/19/del-desierto-los-polos">Del desierto a los polos</A>”). Pero puede llegar a producirse una importante pérdida de calor en aire si éste se mueve, si hace viento, por ejemplo. Por esa razón, al generar una capa de aire de cierto espesor que permanece estancado entre plumas y plumones, se minimiza muchísimo esa pérdida. Piensesé que no es casual que se recurra a las plumas para rellenar el interior de fundas de ropa de abrigo o de cama: el aire que retienen en su interior es la mejor garantía de un excelente aislamiento. Imitamos, sí, a las aves. <SPAN style="FONT-SIZE: 11pt; FONT-FAMILY: Verdana; mso-ansi-language: ES; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA; mso-bidi-font-size: 10.0pt">Como decía, para las aves es un mecanismo de gran utilidad, y sobre todo para los pájaros, porque son muy pequeños. Los animales pequeños tienen, en proporción a su volumen o su masa, una superficie corporal muy grande, mayor que la de los animales grandes. Por esa razón los animales pequeños tienden a perder más calor que los grandes; y por ello, contar con un buen aislamiento térmico en caso de necesidad es especialmente importante en estos animales. Otros, sin ser tan pequeños, nos las arreglamos a base de poner y quitar ropa, pero está claro que puestos a aislar, pocos materiales son tan eficaces como las plumas de las aves.

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1 Plumas de gorrión

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53004487 La gacela saltarina (Antidorcas marsupialis) y el reno (Rangifer tarandus) son herbívoros rumiantes. No son muy diferentes, no al menos en lo que se refiere a sus principales características anatómicas. Pero sí hay rasgos que los diferencian. La gacela saltarina casi no tiene grasa bajo la piel y su pelaje es más bien fino. El reno, sin embargo, tiene una gruesa capa de grasa subcutánea y su piel es de un considerable espesor. La primera vive en la sabana africana y muy a menudo se ve obligada a huir de los guepardos. Al huir a la carrera (o si se quiere, a saltos; de ahí su nombre) el esfuerzo le provoca una fuerte sobrecarga de calor, por lo que es importante que disipe ese calor de la forma más rápida posible. Esa es la razón por la que su aislamiento térmico es mínimo. El problema del reno es justo el opuesto. El reno vive en clima frío, en el Círculo Ártico, y gracias a su alto grado de aislamiento térmico puede evitar perder demasiado calor. Sólo cuando huye del ataque de los lobos el exceso de aislamiento representa un problema; en esos casos recurre al jadeo, al igual que hacen los perros, para refrigerarse. La hiena moteada (Crocuta crocuta) y la hiena parda (Hyaena brunnea) viven muy cerca una de <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><st1:PersonName w:st="on" ProductID="la otra. La">la otra. La</st1:PersonName> hiena moteada vive en el cálido desierto de Namibia, Botswana y el norte de Sudáfrica. Tiene un pelaje de escaso grosor, formado por pelos muy cortos. La hiena parda, sin embargo, tiene un pelaje mucho más grueso, de pelo largo; vive en la costa de Namibia, cerca del desierto. Pero en la zona en la que vive, sobre todo de noche, hace frío. De nuevo se trata de dos especies próximas con diferentes grados de aislamiento térmico, y como en el caso del reno y la gacela saltarina, los grados de aislamiento están ajustados al régimen térmico ambiental. <SPAN style="FONT-SIZE: 11pt; FONT-FAMILY: Verdana; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-ansi-language: ES; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">Parece ser que el aislamiento térmico es un rasgo que se modifica con relativa facilidad en función de las condiciones ambientales. Se sabe, por ejemplo, que el capitán Cook, uno de los navegantes más importantes de la historia, llevó cerdos tropicales (Sus scrofa) a Nueva Zelanda. Pues bien, los descendientes actuales de aquellos cerdos, que son salvajes, tienen abundante y muy espeso pelaje, de lo que deduzco que en Nueva Zelanda no hace demasiado calor.

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53004487 En la entrada en la que hablé del sudor de los remeros de las trirremes me referí también al papel que juegan las superficies respiratorias en la regulación térmica de los perros. Los canes carecen de glándulas sudoríparas y no sudan. Pero eso no quiere decir que no recurran a la evaporación como vía para perder calor. Lo que ocurre es que jadean cuando tienen que perder calor y la corriente de aire que provoca el jadeo facilita la evaporación del líquido superficial que impregna las superficies respiratorias. Merece la pena detenerse en algunos aspectos de este fenómeno. El primer aspecto que merece la pena comentar se refiere, precisamente, al jadeo. Cuando jadea uno de nosotros es porque necesita tomar con urgencia oxígeno y eliminar dióxido de carbono y suele producirse como consecuencia de un sobreesfuerzo. Pero los perros no jadean para respirar. Al jadear toman aire por la nariz y lo expulsan por la boca; nosotros, cuando jadeamos, tomamos el aire por la boca y lo volvemos a expulsar por <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><st1:PersonName ProductID="la boca. En" w:st="on">la boca. En</st1:PersonName> nuestro caso, por lo tanto, el movimiento es bidireccional; en el caso de los perros, sin embargo es principalmente unidireccional. Esa diferencia obedece al hecho de que si el movimiento de aire sobre las superficies respiratorias fuese bidireccional, el calor perdido en el movimiento de inspiración se recuperaría en parte con el de expiración. El segundo aspecto reseñable del movimiento que provoca el jadeo es su frecuencia. El movimiento es rápido, o mejor dicho, rapidísimo. De hecho, si ese movimiento fuese provocado por las contracciones repetidas de los músculos de la caja respiratoria, esa actividad muscular sería tan intensa que produciría más calor que el que se consigue disipar evaporando el líquido superficial de las superficies respiratorias. Y sin embargo, como es lógico, no es así. Lo que ocurre es que los músculos intercostales cuya contracción provoca la actividad de jadeo sólo se contraen activamente al inicio de la secuencia; a partir de ese momento la cavidad torácica se contrae y se expande rítmicamente sin que apenas sea necesario trabajo muscular adicional. Y eso, por sorprendente que parezca, ocurre porque la frecuencia de jadeo es la frecuencia de resonancia de la cavidad torácica. Debido a ello, los perros, como muchos otros animales sólo jadean con una frecuencia determinada, la de resonancia de su caja torácica. Cualquier otra exigiría un trabajo muscular demasiado alto y produciría, por ello, excesivo calor. Veamos un situación posible. Tras una carrera, por ejemplo, para mantener constante su temperatura corporal, un perro debe disipar el calor que ha producido su musculatura esquelética. Bajo esas condiciones jadeará a una frecuencia aproximadamente constante de entre 300 y 400 movimientos por minuto. Conforme vaya disipando el exceso de calor acumulado, su necesidad termorregulatoria disminuye. Pues bien, no irá reduciendo su frecuencia de jadeo progresivamente, sino que empezará a intercalar periodos de respiraciones cuyos movimientos se producen con una frecuencia muy inferior, de entre 30 y 40 movimientos por minuto. Cualquiera que observe jadear a un perro se percatará de ello. Así pues, no hay reducción progresiva de la frecuencia, sino cambios abruptos, de manera que conforme va teniendo menos necesidad de disipar calor los periodos de respiración con menor frecuencia van siendo cada vez más prolongados. El movimiento de menor frecuencia es eminentemente respiratorio, mientras que el de mayor frecuencia, sin dejar de ser también respiratorio, es ante todo termorregulatorio. Y el tercer aspecto a comentar se refiere al origen del agua que se evapora en las superficies respiratorias. En los seres humanos, es el sudor el líquido que se evapora en la piel y como sabemos, proviene de las glándulas sudoríparas. En el caso de los perros, sin embargo, el líquido proviene de una glándula nasal. Se tiene conocimiento de la existencia de esa glándula desde el siglo XVII, pero antes se pensaba que su función era la de mantener húmeda <st1:PersonName ProductID="la nariz. Sin" w:st="on">la nariz. Sin</st1:PersonName> embargo, parece que además de esa función también surte de agua a los epitelios de las vías nasales internas. Y gracias a ella se mantiene la nariz perruna húmeda y fresca. De alguna forma, la función de esa glándula es equivalente a la que cumplen las glándulas sudoríparas de los animales que sudamos. Un amigo y compañero del departamento me contó en su día, hablando de la entrada titulada “Inteligencia femenina, nalgas y caderas”, que según un refrán vasco, las dos cosas más frías del mundo son la nariz de los perros y el trasero de las mujeres (Munduko bi gauza hotzenak dira txakurraren sudurra eta emakumeen ipurdia). En esta historia he contado a qué se debe la frialdad de la nariz canina.

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1 Una de las dos cosas más frías del mundo

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53004487 No hay nada como tener un imperio. Permite muchas cosas, y entre esas cosas, disponer de un enorme caudal de información. Tras <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><st1:PersonName w:st="on" ProductID="la II Guerra Mundial"><st1:PersonName w:st="on" ProductID="la II Guerra">la II Guerra</st1:PersonName> Mundial</st1:PersonName> el ejército norteamericano se extendió por la geografía de todo el planeta. Sus bases, acuertelamientos y guarniciones llegaron hasta los confines más remotos. Y gracias a ello disponen de abundante información de todo tipo. Saben, por ejemplo, cuánto comen sus soldados en unas y otras localidades. Y no comen lo mismo en unos sitios y en otros. Lo cierto es que a partir de esa información, hoy sabemos que existe una curiosa relación entre la cantidad de alimento que consumen los soldados y la temperatura media de la localidad en la que se encuentran. La relación es negativa, por supuesto: comen más cuanto más baja es la temperatura ambiental. Expresado en unidades de energía, los soldados acantonados en una localidad cuya temperatura media es <st1:metricconverter w:st="on" ProductID="35ﾺC">35ºC</st1:metricconverter> consumen, en forma de alimento, 3.100 kilocalorías diarias, mientras que aquellos cuyo entorno se encuentra a una temperatura media de <st1:metricconverter w:st="on" ProductID="-30ﾺC">-30ºC</st1:metricconverter>, llegan a consumir 5.000 kilocalorías por día. Estos son los datos extremos, pero la dependencia negativa existente entre ambas magnitudes, -ingesta calórica diaria y temperatura ambiental-, es muy clara para el conjunto de 22 acantonamientos de los que se tiene información precisa. Ni que decir tiene que esta información es importantísima para el ejército norteamericano, porque les permite presupuestar y planificar correctamente el suministro de provisiones de alimento a sus militares ubicados en diferentes partes del globo. Pero también es una información muy útil para nosotros, los fisiólogos. A mi juicio, esa relación negativa se deriva de las distintas necesidades que impone la regulación térmica en unas y otras localidades. Como pudo concluirse de la historia de los pingüinos emperadores, resulta carísimo hacer frente al frío. Los pingüinos, al verse obligados a ayunar, deben recurrir a las reservas mientras incuban el huevo. Los soldados, sin embargo, pueden alimentarse y, tal y como indican los datos presentados, comen más en los lugares donde hace más frío. Por lo tanto, parece claro que se necesita comer más cuando hay que hacer frente a las mayores pérdidas de calor que se experimentan en climas fríos, porque esa mayor ingestión de alimento es la que permite disponer del combustible necesario para compensar las pérdidas de energía en forma de calor. Esto es así porque para poder mantener constante la temperatura corporal, la pérdida y la ganancia de calor deben ser iguales y, por lo tanto, cuanto mayor es la pérdida, mayor ha de ser también el calor que ha de generarse. Debe tenerse en cuenta que, al contrario que la mayor parte de los animales, la principal fuente de calor de aves y mamíferos es endógena, esto es, es su propia actividad metabólica. Por ello, para poder elevar la producción de calor hay que elevar la tasa metabólica y ello implica un mayor gasto de energía. Ese mayor gasto proviene de las reservas lipídicas en el caso del pingüino emperador y, como aquí se ha visto, del alimento en el de los soldados. <SPAN style="FONT-SIZE: 11pt; FONT-FAMILY: Verdana; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-ansi-language: ES; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">No sé si a todo el mundo le ocurre lo mismo, pero al menos a mí me ocurre que cuando hace frío tiendo a comer más. O, al menos, eso me parece.

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1 Soldados del Imperio

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53004487 Un líquido, al evaporarse, absorbe calor. Por esa razón, cuando se evapora un líquido que se encuentra en una superficie, ésta se enfría. Por ello, no es de extrañar que la evaporación sea uno de los mecanismos más eficaces de los que se valen los animales homeotermos, -conocidos vulgarmente como animales de sangre caliente-, para perder calor cuando lo necesitan y el único al que pueden recurrir cuando el ambiente está más caliente que el propio organismo. Me refiero, lógicamente, a los homeotermos terrestres, claro está, porque a los acuáticos, por razones obvias, les está vedada esa posibilidad. En algunas especies la superficie respiratoria es donde tiene lugar esa evaporación y, por lo tanto, la pérdida de calor por esa vía. En los perros, por ejemplo, la lengua y la superficie del aparato respiratorio cumplen esa función. Mientras corren, o tras haber corrido, es normal que un perro jadee, también cuando hace calor, aunque esté o haya estado quieto. El jadeo, contra lo que pueda parecer, no tiene por objeto respirar; no es es su función principal al menos. Al jadear, el perro renueva rápidamente el aire que hay sobre esas superficies y, de esa forma, facilita o intensifica la evaporación de agua en las mismas. Esa es la función principal de los movimientos de jadeo. Otros mamíferos también recurren a la evaporación como mecanismo para disipar calor, pero en vez de valerse de la evaporación del agua de las superficies respiratorias, recurren a <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><st1:PersonName w:st="on" ProductID="la sudoraci�n. Nosotros">la sudoración. Nosotros</st1:PersonName>, los seres humanos, somos un ejemplo claro de ese comportamiento y de hecho, llegamos a perder grandes volúmenes de agua de esa forma cuando necesitamos disipar mucho calor. Un jugador de futbol, por ejemplo, puede perder hasta un 4% de su masa corporal en forma de sudor a lo largo de un partido, y eso que suelen ingerir cierto volumen de agua (en forma de líquidos isotónicos) en el vestuario durante el descanso y cada vez que tienen ocasión cuando se detiene el juego. Y puede ser bastante más lo que llegan a perder los deportistas que participan en pruebas de resistencia de larga duración. Hablando de sudor, me ha parecido de interés un pasaje de “El Mundo Clásico”, del historiador británico Sir Robin Lane Fox (Editorial Crítica, 2007, 825 pp.; traducción de “The Classical World. An Epic History of Greece and Rome”, Penguin Books, 2005). Se refiere a la Atenas clásica, cuando era la cabeza del imperio ultramarino que llegó a ser en <st1:PersonName w:st="on" ProductID="la Antigedad. Cito">la Antigüedad. Cito</st1:PersonName> literalmente: “Para el “imperio insular” lo importante era <st1:PersonName w:st="on" ProductID="la trirreme. As￭">la trirreme. Así</st1:PersonName> pues, durante muchos años sería habitual la presencia en el mar de flotas de cien navíos o más. Aunque parte de sus remeros eran extranjeros asalariados, el grueso estaba compuesto por atenienses de clase humilde que habían acumulado más años de experiencia que cualquier posible enemigo. En las expediciones que se emprendían en pleno verano, esos remeros mostraban una resistencia muy superior a cualquier individuo de nuestros tiempos. En una recreación de este tipo de naves realizada recientemente, los remeros tenían que ingerir un litro de agua por cada hora de trabajo al remo (los remeros actuales de una trirreme habrían necesitado por tanto casi dos mil litros de agua para una jornada de trabajo de diez horas, mientras que una trirreme antigua no podía transportar grandes provisiones de agua). “Casi toda el agua consumida”, cuentan los modernos recreadores de la trirreme, “era eliminada a través del sudor, y los remeros apenas sentían la necesidad de orinar. Buena parte de ese sudor caía goteando sobre los hombres que ocupaban la hilera inferior, lo que resultaba verdaderamente desagradable para ellos. El mal olor de la bodega era tan penetrante, que debía fregarse con agua salada al menos una vez cada cuatro días (aunque los antiguos atenienses probablemente fueran más tolerantes)”. Para mantenerse fresco el cuerpo debe evaporar fluidos, de modo que “la ventilación se hace absolutamente necesaria, pero rara vez resulta suficiente para para la inferior de las tres hileras” (los entrecomillados, tomados de J.S.Morrison, J.F.Coates y N.B.Rankov, 2000, “The Athenian Trireme”, 238 pp.) <SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: Calibri; mso-ansi-language: ES; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA">Sobran comentarios.

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1 Debía de hacer mucho calor en las trirremes

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53004487 En esta entrada voy a hacer una excepción. No voy a referirme a ningún animal o grupo en concreto, sino que voy a dar algunas claves para entender cómo se relacionan los animales homeotermos con su entorno térmico, y también citaré alguna consecuencia práctica de esa relación. Para que un animal mantenga constante su temperatura corporal, ganancias y pérdidas de calor deben estar igualadas. La mayor parte del calor se lo debemos a la actividad metabólica, que es algo así como nuestro motor interno. Y, simplificando un poco, podemos decir que las pérdidas se producen de tres modos distintos: por conducción, radiación y evaporación. De radiación y de evaporación nos ocuparemos en otras ocasiones. Para que se pierda calor por conducción se requiere que el cuerpo se halle en contacto con otra masa, ya sea sólida o se trate de un fluido, aire o agua. Consiste en la transferencia de calor del cuerpo del animal al medio con que el animal se encuentra en contacto. Esta modalidad de pérdida de calor requiere que el cuerpo esté más caliente que el medio. Y la cantidad de calor que pierde de ese modo depende, básicamente, de tres factores, la diferencia de temperatura con el medio, la conductividad térmica de éste, y la velocidad a la que se renueva el medio en contacto con la superficie corporal. Todo esto tiene importantes consecuencias prácticas. Veamoslas. La primera es que cuanto más frío hace, más calor se pierde. Esto es obvio y parece una verdad de perogrullo. Lo que no parece estar tan claro para todo el mundo, aunque sea igual de obvio, es qué ocurre cuando el aire está más caliente que el propio cuerpo. Los ciudadanos europeos suelen aligerar notablemente la vestimenta en zonas donde la temperatura es más alta que la propia, sobre todo si hace viento. Los beduinos del desierto, que de esto saben algo más, se cubren de la cabeza a los pies. Se aislan así al máximo, porque cuando la temperatura exterior es superior a la corporal, no se pierde, sino que se gana calor por conducción, también cuando se mueve el aire. La segunda consecuencia no es tan obvia, aunque sí conocida: Dada su alta conductividad térmica del agua, la pérdida de calor en ese medio es mucho mayor que en aire; es tan intensa que a cualquier animal le resulta muy difícil mantener su temperatura corporal si ésta es diferente de la del agua. En concreto, a los seres humanos nos resulta imposible regular la temperatura corporal si nos encontramos en una masa de agua cuya temperatura es inferior a <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><st1:metricconverter ProductID="15ﾺC" w:st="on">15ºC</st1:metricconverter>. La excepción a esta regla son los mamíferos acuáticos, pero no olvidemos que éstos disponen de una gruesa capa de grasa subcutánea a modo de aislamiento térmico (Ver <A href="http://blogs.elcorreodigital.com/animaladas/2009/5/8/mila-bederatzieun-ta-lenengo-urtian">Mila bederatzieun ta lenengo urtian</A>). Y la tercera consecuencia es conocida, pero no siempre se tiene en cuenta. A bajas temperaturas, el movimiento de aire puede tener un efecto tremendo. Así, un animal expuesto a una temperatura de <st1:metricconverter ProductID="-40ﾺC" w:st="on">-40ºC</st1:metricconverter> y un viento de <st1:metricconverter ProductID="50 Km/h" w:st="on">50 Km/h</st1:metricconverter>, perderá calor de forma equivalente al que hubiera perdido si se hubiera encontrado expuesto a <st1:metricconverter ProductID="-80ﾺC" w:st="on">-80ºC</st1:metricconverter> sin viento (tengase en cuenta este dato al leer la historia <A href="http://blogs.elcorreodigital.com/animaladas/2009/4/21/la-asombrosa-vida-del-pinguino-emperador">La vida increible del pingüino emperador</A>).

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1 Del desierto a los polos

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