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 “Del desierto a los polos”). 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.

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.

En las gélidas aguas de la Antártida viven los peces de la familia Channichthydae, uno de los grupos de vertebrados más singulares que existen. Su sangre carece de hemoglobina, y sus músculos de mioglobina. Son raros, muy raros. Al carecer de pigmento respiratorio, su sangre no tiene el color rojo característico de la sangre de vertebrados; son blanquecinos, casi translúcidos. Se les llama peces hielo o dracos. Carecen de hemoglobina porque no es funcional un gen que codifica la síntesis de la ß-globina, una de las cadenas peptídicas que conforman la hemoglobina. ¿Por qué han perdido la hemoglobina estos peces en el curso de su evolución? ¿No necesitan hemoglobina para captar el oxígeno y llevarlo a las células?

La primera pregunta no tiene una respuesta fácil. En opinión de los especialistas, la sangre de los dracos tendría una viscosidad excesiva si tuviera hemoglobina, tanto si ésta se encontrase en suspensión coloidal como si estuviese dentro de los eritrocitos. El hematocrito de la sangre de los vertebrados es, aproximadamente, de un 46% y su viscosidad viene a ser tres veces más alta que la del plasma sanguíneo. Pero además, la viscosidad depende de la temperatura, de manera que cuando baja ésta, aquélla se eleva. Por esa razón la viscosidad de los fluidos corporales de los peces que viven a temperaturas, por encima o por debajo, muy próximas a los 0ºC, puede llegar a ser muy alta. Y puede acentuarse de forma considerable cuando en esos fluidos hay sustancias como la hemoglobina. Bajo esas circunstancias, la alta viscosidad elevaría en exceso el coste energético que conlleva el bombeo de sangre y podría llegar, incluso, a dificultar de forma severa ese bombeo. Y esa es, posiblemente, la razón por la que algunos peces adaptados a vivir en aguas gélidas han “prescindido” de la hemoglobina en el curso de la evolución. Se trataría de una adpatación al frío. El de estos peces es quizás un caso extremo, pero no constituye una anomalía, pues otros peces adaptados a aguas frías tienen de hecho menos glóbulos rojos que los peces de aguas más templadas. Los peces-hielo serían, por lo tanto, el extremo de una tendencia de carácter general.

La respuesta a la segunda pregunta es, evidentemente, que no necesitan el pigmento. Si fuera de otra manera no habrían podido sobrevivir y perpetuarse. Lo cierto es que el único mecanismo de transporte de oxígeno, aparte del movimiento sanguíneo, es la disolución en el plasma y su difusión a los tejidos. No hay más. Los peces podrían, quizás, haber reducido su tamaño: de esa forma se facilita enormemente la difusión del oxígeno, pero en su evolución se ha descartado ese camino. La especie Chaenocephalus aceratus, por ejemplo, tiene ejemplares de medio metro.

Lo que parece claro es que estos peces tan sólo pueden colonizar medios como el de las aguas antárticas. Tienen una alto grado de oxigenación y la temperatura se mantiene por debajo de los 2 ºC durante todo el año. A esa temperatura (ambiental y corporal) el oxígeno se disuelve con gran facilidad. Por otro lado, al ser animales poikilotermos, su actividad metabólica es muy baja, por lo que bajas son también sus necesidades de oxígeno. Y a lo anterior, cabe añadir dos adaptaciones anatómicas muy importantes a los efectos que nos ocupan. Por un lado, tienen un corazón muy grande, que bombea entre cinco y diez veces más sangre que la de los otros peces de tamaños similares. Y por el otro, también tienen capilares sanguíneos muy gruesos; eso facilita enormemente el flujo sanguíneo, puesto que la resistencia al flujo depende mucho (negativamente) del diámetro del tubo. Como consecuencia, se facilita la irrigación de los tejidos y por tanto, la transferencia de oxígeno.

A lo anterior, cabe añadir que en estos peces la superficie corporal cumple también, como en los anfibios, el papel de superficie respiratoria, lo que disminuye de forma notable la necesidad de un eficiente sistema de transporte de gases. De hecho, tienen branquias muy pequeñas, su piel carece de escamas y en la dermis hay abundantes vasos sanguíneos, lo que aumenta de forma considerable la eficiencia en la transferencia cutánea de oxígeno. Quizás por ello no han tenido que reducir su tamaño corporal.

En definitiva, esta historia ejemplifica a la perfección el dicho aquel de "a grandes males grandes remedios", porque sólo así cabe calificar el haber prescindido de algo tan común y básico como el pigmento respiratorio.

Nota: Esta entrada está adaptada de la historia "Odol zuriko izotz arrainak", publicada por Miren Bego Urrutia en Uhandreak.

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 la otra. La 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.

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.

No hay nada como tener un imperio. Permite muchas cosas, y entre esas cosas, disponer de un enorme caudal de información. Tras la II Guerra Mundial 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 35ºC consumen, en forma de alimento, 3.100 kilocalorías diarias, mientras que aquellos cuyo entorno se encuentra a una temperatura media de -30ºC, 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.

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.